ESTRUCTURAS DEL VEHICULO_MATERIALES_cap3

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About This Presentation

ESTRUCTURAS DEL VEHICULO_


Slide Content

Materiales utilizados en
la fabricación de carrocerías

Objetivos

3 Notes alias en abrcacó de cancers

Introducción

o los últimos años, se han introducido en el eto del
auromôvil una serie de inovaciones icnológicas que han
dado como resultado un nuevo concepto del automóvil a
el de prestaciones mecánicas, aumento de la conforta-
ad, aumento de a seguridad activa y pasiva, reducción
ds peso, reducción de consumo, reducción de emisiones de
fates contaminants, te.

"nos de os factores que más decisivamente han cont
ido à a consecución de tale niveles en e detamoll de
aplicaciones han sido los avances conseguidos en cl cam
po dela metalograí, Las evolciones en esta matri han
posibilitado un notable cambio en el diseño y fabricación
de canoceras, al conseguirse unos materiales más resist
tes y ligeros mediante la incorporación de materiales van
guardias, a adopción de nuevos procesos de producción,
las mejoras de algunas aleaciones, tratamientos térmicos,
Suporicile, te.

La aparición de materiales de vanguandia permito fb
car conjuntos muy resistentes y ligeros con lo quese con
Sigue uno delos objetivos Fundamentals delos constructo.
res como cs la reducción de peso sin penalizar la seguridad
estructural del vehículo

Las elevadas soicitacionos a que est sometida la ca-
ocera hacen necesaria la utilización de materials que
presenten unas propicdades sicas, químicas y mecánicas
muy definidas.

La resistencia y capacidad de absorción de energia de
una carocera dependen. fundamentalmente, de ls mat
Files con os quese fabrique, de su espeor aproximada.
mento de 0.5 à 3 milinewos dependiendo discctamente del
esfuerzo que vaya a soportar a pza) y su forma rés o

Potcamonalo(PC)
Polpropieno (PP)
olor de vino (PVC)
Poletiono (PE)
Polamda (PA)

menos compleja), que marcará su capacidad para sopor
tar cargas

Ono factor a teneren cuenta, dese el punto de vista dela
seguridad aligneza del marily su capacidad de defor
mación, pes evanto meaor seal masa de la caocería, me-
nor sed Ta enep disipar para una velocidad dads.

‘in la mayoría de os casos, la caccrí de os auto.
móviles est Fabricada fundamentalmente con acero (alea-
do con dinos elementos) mediante La soldadura de pie-
‘as estampadas. El principal inconvenioms del acer cs su
alta densidad, lo que lo convier cn uno de los materiales
on función estructural más pesados, Sin embargo, sus ex
ceeates características medias y su menor cost de pro
ducción, unido a ua meticuloso diseño de la estructura à
unos eficaces procesos de fabricación delas camoerís. o
Siguen manteniendo como cl material por sxcclencia en cl
cor del automóvil

a]

tema
cc

Pa
Po)
AA

Ce
igus 2. om de ec binds con dente mates

Los materiales més utilizados en la construcción de ea-
rover, on:

Ce

Pluto PUR)
Resinas egos

Poeta reforzado
onions

eso uen
steno (ABS)

70

La proporción en peso de os principals materiales u
lads se encuentra generalment en la rlación que mues
tus el gráfico de a Figura 32.

Figura 32, tops de matas empleados en a cé de una

Materiales metálicos.
Características

3.1.1. Grupos de materiales

Los materiales metálicos puros 00 se utilizan enla fa-
bricación de pizasy Conjuntos porque sus propiedades son
poco significativas Para mejorar las propicdades mec
as deciros metales puros sc fabri las aeacions, que
Son mezclas de dos o más metals puros

1 hecho de que los materiales que tenen al hero como
clemento principal sean Tos más empleados, ha llevado a
disinguir dos grandes familias ene los materiales met
feos Tos metales fers y los tales mo ren

Los metals férens son euerpos metálicos que conti
non histo como elemento principal y carbon en propor
ciones variables. Según el porcenaj de carbono, ve distio-
guea el hiero, el acero y ls fundiciones, Por el contaio
los metales no éreos no jacoporan hierro en su compo:
sición, siendo los más significativos: aluminio, magnesio,
‘or lomo, estaño, cinc, nigust y titanio.

Para poder determinar a ini de un material en
los procesos de reparación. es necesario conocer la etruc«
vara, ls propiedades y caracteristicas que posee en función
à ls ensayos alos que la sido sometido.

3.1.2, Estructura de los metales
Los metales están formados por agrapacioncs de to

mos unidos care sí mediante enlaces meálicos. Los so
mos se encuentran formando una red geométic denomi-

Mais izes e la bain de amas 3

nada red cristalina, en Ta que cada uno de cos ocupa un
‘mie de la red. La disposición ordenada y gcométia en
espacio de Jos stomos consútuye una estructura. La es-
uctra está inimamente isa con el comportamiento de
un meta, por o que es necesario realizar un estudio de La
‘nism Para cl, hay que considerar dos pos de etucto

vas: la cristalina y a granular

ERA Esc sia
ropa hee em

Figur rc ina dt hoy e ua lación

Estructura cristalina

neste tipo de estructura os tomos cstán ordenados en
cl espacio según una rd geométrica consid por rope
icin de ua elemento básico llamado cristal, Las distintas
formas posibles de ondenu los átomos ca el espacio cons-
tiuyen redes espaciales diferetes. La mayor pare de los
ctas eristalian en Las redes siguicte: cúbica cerdo,
citica eontada enla caras y hexagonal compacta

ET E

pam enema
a oss
Dre

Figura 34 Ejemplos de ees génica de ksta de met

Este tipo de esuuctura determina las propiedades del
metal, Ent oras, ct hecho de que à nión entre os 410.
mos sca muy fuero jusiica su gran resistencia, yla pos.
iidadqueicnen Los stomos de ocupar tes posiciones cs
tables en Ja red al ser desplazados por una fuerza exterior,
explica Ia formación plática.

Estructura granular

La agrupación de crisals forma los granos Los gra
os aparecen al oliiicars un metal que se encuentra en
estado Kíquido. Cuando se trata de un metal puro, como Lo

71

3 Notes alias en abrcacó de cancers

dos os átomos som iguales los granos son de la misma na
turaleza. En cambio, en las aleaciones, como se mezclan
“tomos de los diferentes elementos alcados, pueden exis-
tr granos distintos. El tamaño y la disposición de ls gra
mo: consituyo la estructura del metal (ranula). Esta cs
tructura iene una gran importecia ya que ls propicdados
de un metal (obre todo las mecánicas) dependen en gran
medida de ell,

Les granos también se denominan constitycates de un
‘metal (un metal puro tended un solo constituyente). Los
granos son de forma regulary su man oscila ntc 0.02
y 02 mm. El número de granos y su tamaño dependen,
Principalmeme

+ Del proceso de Fabricación del meta

+ De os procesos térmicos a quese haya sometido el

meul. Cuanto más rápido Sea el enfriamiento, más
fina sed a ostrucra obtenida,

a lines generales, cuanto mayores el grano de que
está eonsttido un metal, peores son sus propicdades me
<ánicas. Eso se dche a que los metas suelen Comencr
una cra camidad de impurezas insolubles formadas por
óxidos, slicanos, et. Estas impurezas, bastante frágiles se
concentran formando capas que covuelveo los granos y los
separan unos de ottos. Por el, cuanto más pequeños sean
los granos (cuanto más fina sca su estructura), tato más
duro y resisten sed cl metal

sigur 3. Esc gan den mt

3.1.3. Propiedades generales de
los metales

Las propiedades de ls materiales constmyco un con
junto de caracteristicas diferentes para cada cuerpo, que
ponen de manifiesto cualidades inuinsecas de los mis.
mos 0 su forma de responder a determinadas acciones ex

Las carcirisicas de los metals son unas veces cual
dades, tras defectos y en algunos casos solo constantes I
seas. Asimismo a propiedades mecánicos y físicas de un
‘material dependen de su mieroestruerua

7

Las principales propicdados de os materials, de espe
cial ines om cl desamallo de ete sema, podemos agro
paras en:

+ Propiedades físicas.
+ Propiedades químicas
+ Propiedades mecánicas.

Viga 36 rns mens ans 2) Simp nm
srt pra, Mis compl merca de ins sn aaa

Propiedades físicas

Dentro de este conjunto se incluyen tanto las propia»
des básicas de la materia como otras que son consecuencia
dela acción directa de agents fisicos exteriores Algunas
de las más importantes son:

» Fusibilidad. La fusbilidad es la propiedad que di
en los metales de euase (paar del estado sido al 1
guido) bajo la acción del calor, En esta propiedad se a
san Jos trabajos de fundición para la obtención de piezas
coladas

» Calor específico, Indica l cantidad de calor necesa-
ia para aumentarla temperatura de la unidad de masa de
un cuerpo desde O hasta 1°C. Se expresa cn calorías gra.
‘mo, Su valor tens gran importancia, porque permite cono-
cer la camidad de calor que Se necesita aportar a una masa
de metal para elevar su temperatura hast la de tansforma-
ción 0 de fusión

> Dilatabiidad. Es la propiedad que poseen los ever
pos de aumentar su volumen por efecto del calor Esta po:
Piedad se suele expresar por el sumeato unitario de longitud
¿que sure cl metal a elevar en um grado su temperatura
Hlamado cocicent de dilación Incl,

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mee EXA
ES 26x10"
Funan gr 05104
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EN 17x02

» Temperatura de fusión. Es una caractorsca bin
definida de los metales, que coincide con el cambio de
estado (de sólido a guide) que experimenta un metal al
“omentar la temperatura de forma progresiva. El cuadro
Siguiente muestra ls temperaturas típicas de fusión de al
anos metales

Pomo E

» Conductividad térmica, Es una propicdad de los

mets que les permite transmitir el calor a través de su

» Conductividad cictrica. Es una propicdad asi
elusiva de los metas y consists en la facilidad que poscen

de transmit a consiente eléctrica a través de su misa La
inversa dela conductividad es la resisividad eléctrica.

AA ss

ers uae en a brain de came 3

Propiedades quimicas

Las dus propiedades más importantes desde el punto
de vista químicos refieren al resistencia que oponen los
materials rene als acciones químicas y aumosférias; es
deci, la oxidación y la corrosión

» Oxidación. Es un fenómeno de combinación quími
ca del oxígeno con os elememtos metálicos, que produce
1a corosión o degradación del mea. Su ctecto se accmía
al aumenta la temperatura, En algunos metales proceso
de oxidación ao desemboca a comosión, sio que, muy al
ontario, genera una capa protector ala misa. En estos
casos, a media que aumenta el espesor de la película de
xido, aumenta también la ici de difusión del proc.
so, hasta que al ler a un determinado greso se detiene
y, por amo, csa también la oxidación El espesor de óxido
ocesario para que se produc una acción protectora de
ende y vara sustancialmente en función de la nauralera
el metal y dela temperatura a la que se encuentro,

y Corrosión. Ex cl deterioro lento y progresivo de un
metal debid a un agente exterior, La coosión almost
<a esla producida por efecto combinado del oxígeno del
site y la humedad. pero se da también Ta corosin quimi-
<a producida por los cidos y os leas. Existen diferen-
Les tipos de orrsión, en fución de cada uno delos cun-
les los efectos apreciados en los metals varían de forma
notoria. En algunos casos el efecto de la corusión prove
<a un adelgazamiento o disminución de espesor del metal:
en tros caos, l meta) quedo picado y suce mostrar gran
des rugosa superficiales por la pérdida de masa, La
corrosión puedo atar también ala cohesión de los gra
os consituyentes del metal, dbilitando su resistencia de
tal forma que aveces se rompen las piezas a menor lu.
zo, sin que exteriormente se observe ninguna atración su
pericial (Figura 37)

Propiedades mecánicas

> Tenacidad. Es la propiedad de los metales que es
permito rsistir los esfuerzos de rotura o deformación, Da
dea dela capacidad que icne un metal de absorber energía
antes de romperse, Dicho de ota forma, esla ener total
ue absorbe un material basta romperse

» Elasticidad. Esla propiedad de los metales que es
permit recuperar su forma original después de haber sido
deformados y una vez que se supine elesfuerzo que los de
formaba (Figura 38). Algunos conceptos asociados so.

+ Límite clásico. Esla fuerza másima de deformación
que puede aplicars à un material sin originar una defor
nación permanent. En la práctica, e e valor de la caga
que ebasa ligeramente I elastic, produciendo una de-
formación muy pequeña (02 %). La taba siguiente muestra
+ var del límit lt de algunos metales (Figura 39).

73

3 Notes alias en abrcacó de cancers

ia Proc de dación con

Figura. Ei cio de wn mac de spain eed ns
igs 28, Mati den tra. ar Nim pains

nt ico EEES

+ Módulo de elacidad. Cuando una muestra se so- cido,con relación aa longitud primitiva, permanece cons-
mete a un esfuero de tración, sure un alargamiento. La lante para un miso material y se denomina mödulo de
relación ene la tensión aplicada y el alargamiento prodo- elasticidad.

74 © isons Parra

+ Alargamiento de ronura. Es el alargamicnen máxi
‘mo, sin rotura, que se puede dar por tracción a un mate
Fil, Se expresa en porcentaje sole la lonpitud inicial de
la pieza

» Plasticidad. Se define como la capacidad que tenen
los materiales de adquirir deformaciones permanentes, Sus
propiedades más importantes son:

+ Maleabilidad. Es la propiedad que poseen ciertos
metales de dejars reducir en forma de láminas median
de esfuerzos de compresión. En esta propiedad sc hasan
los trabajos de laminado, que permiten obtener ls cha
pas de metal utilizadas cotientemente eo a industria La
maleabilidad permite tambien Jos uabajos de forjado y
embutido.

Figura 18. Poe de minado.

+ Ductldad. Es a propiedad que poscen algunos me
tals de dejarse estirar mediante fueros de tracción. Es
la base delos wabajos de wsflado (reducción de un metal
«alambre o io),

» Fariga, Cuando un metal se somete a sfucros de
magnitud y setido variables, puede romper aplicando
caras muy inferior a su resistencia à La ora normal
para un esfuerzo de tcasón constante. A esto aparente des
Fallecimiento de os metales evando están sometidos à es-
fcr de magnitud diferente sele denomina fatiga de los
metales Uno de los concepto asociados más importamos
5 la resistencia a la frig, que so define como la carga
que un metal sometido a esfuerzos repetidos puede sopor.
Var indefinidamente sin romperse

Maries izes e la bain de cacas 3

Figura za. Proceso de ao.

» Resistencia ala rotura. Se denomina así a car
gu a partic de la eval se produce un período de rép.
do estiramiento de la muestra con una sensible reduc
ción de su sección hasta que se produce la rotura bajo
An esfuerzo menor que la tensión antes citada. Dicho de
‘tra forma, es la carga maxima, por unidad de superf
tie (N/mm), que un materiales capaz de soportar sin
romperse

BOTE

ig 22 Dot o de sur d rta

» Estricción. Es a propiedad que tenen los metales de
ponerse à la reducción desu sccción cuando estén some
idos à ua carga de tracción

» Dureza. Es una propiedad que tenen ls meals que
define La resistencia que oponen à ser penetrados por ouos
euya forma y dimensions se eacuentrn debidamente nor-
maliadas. Se entende, asimismo, como la resistencia que
opone un cuerpo a sr rayado por oro. También de idea
dela resistencia de un materials una deformación pra
nent (Figura 3.13.

3 Notes alias en abrcacó de cancers

ZA
4

Figura 31, man sel mir mat más dr.

» Fragilidad. Esla propiedad de los metales de rom
perse más o menos fícilment bajo la ación de un cho
ue. Un materia gi cs aquel que se rompe al ehacar cl
límit elástico sin apenas experieatar deformación pl
tica alguna

» Resiliencia, Define la resistencia que opone un cuer-
po a la ruptura por choque o percusión. Es la propiedad
inversa a lafaplidad, es decir un metal resiente no es
Frágil. Da idea dela cnergía que es capaz de absorber cl
‘material al romperse mediante un Sol golpe

> Plencia. Esla propiedad qu tienen algunos metales
de deformarse ena y cspománcamentohajo la acción desu
propio peso de cargas muy pequeñas, En general, sta ca

Facteístca aparece con más intensidad en os metales con
temperaturas de fusión baja, como el plomo

» Maquinabilidad. Con est denominación se apre
pan varias propiedades, como: velocidad a la que puede
mecanizatse el material al someter trabajos con má:
uinas clase de viruta producida, capacidad de desgas
Lamine y po death spi que pu

3.1.4. Mejora de las cualidades
de un metal

Gran parte de ls aplicaciones habituales de os metales
exigen una sere de características que obligan à mejora.
las eualidades y propiedades naturales de os mismos. Es
tas mejoras se consiguen sometiendo alos metales a trata
emo érmicos que permiten modificar sus características.
mecánicas, o incorporándoles element de adicción (als
ciones) para mejorar conseguir ciertas cualidades,

Aleaciones

Se denomina alación a 1a unión de un metal con oros
meules © metaloides conservando, ea estado sólido, sus
propiedades metálicas

76

ipa 2.4, Estatura d na alc nu tren:
cles al cl ech br tdo de au mit que
Tees ja neck mom engen‘

Los metales se alean con oro para conseguir un coo-
junto de caractersticas muy dificiles de encontrar en Tos
‘tales puros, ls eval no nen una atiaciôn indus
Arial salvo en casos muy especficos

En general, cn toda aleación se pueden apreciar dos
elementos: el element predominante o de base, que es
El que está en mayor proporción y determina las princi
pales propicdados dela misma, y los elementos aleanes,
que modifican, complementan o acentéan dichas propic
dades

Para obtener una aleación, se fonden al mismo tiempo
+ metal base y os elementos aleaotes y continuación se
los deja enfriar y solida

Clasfcación de las aleaciones

Bist diforentos criterios a la hora de clasificar as
alcaciones Ent los más habitats se encucntan

» Según el número de clementos que componen las
leaciones. En función de el, estas se denominardn ina
Pias (dos, tenaris (ues), ec. Existe aleaciones que con-
tienen hast ss o sete elements (como ls ceros rápidos
con Fe, C, Co, W, Cr. V, Mo),

» Según la aturaleza de sus components, Con este
eo pueden clasificar como sigue:

+ Aleaciones fémeus. Las qu nen shirt como
‘nto principal

+ Aleaciones no férreas. Aquellas cuyo elemento prin-
cipal no es el bier.

+ Aleaciones pesadas. Contienen principalmente me-
tales pesados (cuyo peso específicos mayor que 7)
oma el cobre, estaño, inc igus, plomo, ce

+ Aleaciones ligeras Se denominan ast alas caciones
ue tienen como elemento base el aluminio.

+ Aleaciones ubraligeras. Son las qu tenen como ck
‘mento base el imupneso.

3.1.5, Conformado de metales

Los procesos de conformado son técnicas utilizadas
para dur a ls objetos una forma o contornos sin añadir o
separar materiales. De hecho, para wliza los metales e
necesario ares una forma que se adapte al uso que va a
tenerla pieza, Algunos de estos procesos se realizan en ca
lime y mon en fo, Según el espesor del metal y de su
temperatura adecuada de trabajo.

Maries izes e la bain de cacas 3

rs ls operaciones de conformado más comunes pue
den car:

> Fundicén. En este proceso cl conformado se cons
ue vetiendo metal fundido en una cavidad hucca y den
dolo enfriar (endurecer) en u interior. Ast el liquid lena
la cavidad del molde y adquiro su forma e uns sola ope-
ración, Con esto ano se fabrican la mayor pane de las
piezas del motor y e a transmisión. Los moldesen que se
Sucla ls piczas se pueden hacer con una arena special o
pueden ser metálicos El sistema es an perfecto que per.
nie la reproducción de pequeños detalles sobre La super-
fice dela pic

Función por molde de arena

Us aparta SR unie

ua 245. aces de din,

‘Una forma especial de fusión cs la simerización, que
“diferencia de la si convencional, loque e introduce
en el molde no es metal líquido sino polvo. La sintriza
ción tiene la ventaja de permi controlar mé el proceso
previo a la fusión y con ll la calidad y peso de La pieza,
Como inconveniente, require un proceso previo más lar
0. impidorcalizar la aleación de los metas en cl mismo
moment de fabricar a pieza.

> Flexión. Medians la flexi se somete a un metal a
un esfuerzo estiramiento alo lago de un eje recto, delo
que resulta un producto de forma recta o incl En estas
operaciones se incluyen algunas técnicas upicas como ls
vealiadas en ls plegadoras de arr, los rodillos de con
formado o ls máquinas cunadoras.

> Prensudo. El prensado es un proceso consistente en
moldea una nina met en aras direcciones al mismo
timp, forzándola care dos matices, El prensado dre de
latin en que cn una única operación moldea os materials
en varas diciones, Par entenderlo bast con compararla
forma de una bandeja con la de una caja (Figura 3.17),

Cm Ne Cr:
own
CE
Mate Comte
Lars +
ES
Cote Sm

3 Notes alias en abrcacó de cancers

+ z

Figs 2:17, Paco de ny e pedo.

» Forja, Este proceso de conformado puede hacerse de dos
formas distintas forjado con pensa y fojado con mari.

a el primer método, el conformado se consigue me-
diane una prensa de forjar marilleado o aplicando una
presión constants Sobre la pieza de trabajo, de eta forma
Tmt Maye plsicament en a cavidad formada por la
‘mati, forrándolo ata adopaar su form:

DI segundo modo, el metal se calioma a una tempera
vara elevada y se moldea mediante I presión aplicada con

mientas se apoya el metal obre oa superficie
(yunque) consiguiendo su deformación plástica.

ni
i EEE ERINNERN

78

» Trefildo (estirado). El rfilado consiste en dr for
ma a una varilla cinta mesic tirando de ela wands de
un molde o matiz par reducirla a un hilo o para formar
un tubo, Para lograr un hilo se requicren normalmente va
rias operaciones, en ls que se reduce gradualments el did
metro hasta sl tamaño descado,

Meta
cr

Figs 320. mead.

» Extrusión. La extrusión es una técnica que fuer-
za al metal a través de una maiz o abertura para dar-
ls una forma descada de sección transversal, AL scr em
ujado con una fuerza de hasta 1.200 toncladas, cl metal
dopa la forma dela mariz. Solo puede aplicarse deter
‘minadas aleaciones muy dietiles, que posteriormente se
catan para que consigan la resistencia adecuada. Normal.
mente una pieza extruda es larga y hueca, o con un de
terminado peril que no puedo conseguirse mediante la
estampación

sant
en
res
=
fi. ian

» Laminado. El laminado es uno de los procesos más.
comuni ea los métodos industriales de conformado en ca-
lite El laminado en caliente es procipalmete una ope

ración de desbastado, En su principal aplicación se destina
Ar forma a grandes lingoes de metal hast para oh

er un contorno Fácil de trabaja. El laminado se realiza en
grandes tenes de laminado e los quese comprime el me-
tal enue dos rods giratorios quese encuentran a una dis
tancia entre sf inferior al grosor inicial del metal sometido
al proces, Estos tones de laminado pueden producir no.

meross formas disinas: chaps, vails redondas, haras
planas y ángulos, Para a elaboración de chapa fina Tal

Finación se realiza ea fro.

A
Fi 2. Laminin,

» Estampación. Consiste en presionar etre dos mol
des metálicos (estampas) un trozo de material la tempe:
ratura adccuada, hasta que por detormación len el hueco,
sistem entre ells, adoptando su forma, Duran el pro
es, as dos estampas se presionan mediante una prensa
muy potente.

vn
+]
Pom
it Em Pos Spin
Lea

Pipe 12. Peso de estampación

» Troquelado, Consiste en ohenerpieras mediante la
presión que ejeréen unos punzones sobre un molde o ma
kz. Los pliegos o láminas de chapa se intercalan entre el
puazón y la matriz, produciéndose el corte mediante el es

Maries izes e la bain de cacas 3

fuero de call del punzón sobre la chapa. La forma dol
pan, y consecuentemente de la mari, determina la pie
EE

Fra 224 Peo de pad

> Embutición. Es un procedimieno similar al ante-
fog, pero en ete eas, la compresión à que es sometida la
‘hapa entre punzón y matt, solo consigue que se defor
me sin comarla. Se utiliza para obtener cueros huccns en
la capa.

3509

tir 32, Moe de eb.

La profundidad origina un alargamiento que en el
caso delos aceros empleados on a construcción de ca
rocerías y en función del tipo de embutición, vien a
ser de
+ Embutición ordinaria: 30%.
+ Embatición profunda: 354.
baten difícil: 45%

3 Notes alias en abrcacó de cancers

Y] Materiales férreos

Son los que contienen hiero (Fe) como elemento prin-
cipal ycarbono (Cen proporciones variables. El comenido
en carbono es el que clasica y determina ls propiedades
de estos products, Ene las aleaioncs de hit y catho
o más importantes s encuentran:

+ Aceros (aleaciones que comtcnen tre 0. y 1,78 de

carbono)

+ Fundiciones (aleaciones que contienen entre 1,7 y Sd

de cubooo)

La importancia en el uo generalizado del acero ad
caen el Becho de que ade gran cantidad de aleaciones
yatamienos que mejoran sus cualidades y propiedad,
nido al paicalridad de poder conformarse mediant a
mayoria delos procesos industriales actuales.

3.2.1. Materiales férreos. Hierro

Se denomina Micro a un producto siderúrgico cuya
composición no contiene mäs elementos, à en caso de in
teevenir més elementos, estos solamente tienen carácter de
impurezas. El hieto se denomina puro cuando I canidad
de impurezas es significant 3 por tato, todos los to
mos on iguals y el grano es dla misma naturaleza.

80

Fi. Min de heno

Present un color blanco azulado, es dúctil y maleable,
(con una densidad de 7.57 pe? y con una temperatura de
Fusión de 1.539°C, reblandecióndose amos de Megara sta
temperatura, lo que permite foarte y mokkarke con fc
idad. E hacn conductor de calor y dela electrical, y se
imanta fácilmente

La denominación hierro dulce coreesponde casi a
hierro puro, que contiene solo cantidades mínimas de
carbono (< 0,008% de carbono). A menudo se utiliza
a trabajos ornamentales, Sin embargo, rar vez se em
plea en los tallers de mecanizado, por su elevado cos.
te. El bier dulce responde bien al forjado, se dobla
‘om facilidad en tro o en caliente y puede someterse à
soldadura

Fig 2, Mist dl ee dk

El Nero puro presenta varios stados alorépicos (de
estructura ritalina distinta) enla gama de temperaturas
comprendidas desde la de fusión (1.539 °C) hasta la tem
peratura ambient. Estas formas alotópicas, son:

> Torro al de) Esta forma existe por debajo de 911
C.La máxima concentración ques ohne es ade 008%
de carbono à La temperatura ordinaria yla de 00256 a 723
°C. que esla tempera ala que se alanza la mayor at

ración. Es magntion hasta los 768 °C y deja de set ente
Los 768 y los 911% (hero bea).

» Hierro gamma (9). Corresponde a estado alorópio.
compreadido ente las temperaturas de 911 °C y L400 °C.
Puede disolver mayor cantidad de carbono (hasta un 2% à
1.130 °C). Ex más denso ydiltble quel Micro alfa, ado
más de mo sor magnsic.

» Hierro delta (6). Corresponde al estado alorépico
compreadido enue los 140 °C yla temperatura de fusión
1539 °C. Disuelve como el alía poco carbono, alcanzan
do la máxima solubilidad à 1-492 %C (el 0,1%). Es di
mente magnético.

Du _ aise

Fi 30. ade aps de hm

Las temperaturas a las que tienen Jugar los cambios es-
trverurales de los diferente estadosalotrpicos se denomi-
man puntos cris

Tax modiicaionss alowrópics dl Nemo presentan di
fotencis en el sistema cristalino; a saber:

+ Micro ala: cóbia centrada,

+ Micro eta cúbica contada

+ Hiero gamma: cúbica de aras centradas.

+ Hier dels: cúbica centrada,

©
vo
10
w
m

Fi 330, Pty ies delo eas aps

3.2.2. Aleación hierro-carbono

TI carbono es un metaloido" que sucle presentarse en
vias Formas alouópicas diferentes:

sn Mr. paar copas e

Mais izes e la bain de amas 3

» Diamante. Es el material mis duro que se conoce
Insel ua bi hermes dor
sito. Al contrario que el diamant el praft es ua
‘material muy blando, untoso y de color gris oscuro, Su es
tructura forma una espec de láminas que reshala He
mente entr fem ls fundiciones grises. En cambio, cn las
fundiciones malables se presenta en forma de nódulos, y
en forma esferoidal en algunas fandiciones especiales
» Carbono amorfo. Se denomina asta carbón simple,
ne que ls átomos se encuentran "desordenados" (in for
‘mar una red cristalina),

En ls aleaciones del hierro y el carbono suelen entrar
también pequeñas cantidades de silicio, manganeso, azufre
y fósforo. En estas aleaciones, el carbono unas veces está
En forma de comenta (carbur de hiemo), oras veres se
neuer disco cnc ico formando omita, austenita o
Martens, y por limo, se puede encontar br formando,
láminas o aódulos de grafo. Las aleaciones con ato coo-
nido en carbono son muy duras y frágiles,

tienen ning jteésjadosra. Por Io general
la Fragilidad de estas alcaciones aumentan con la cantidad
de cartono, mientras que la ductlidad yla capacidad de de
Formación plática disminuyen.

Principles constituyentes de ls aleaciones
ieno-carbono

‘Una vez soidiiadas, ls alcacions dan lugar ala for
mación de constituyentes estructural no homogóncos,
porque en las mismas existen granos de distinta compo-
Sci (en los meules puros todos los granos son de igual
composición) A temperatura ambiente yen estado normal
(Gin aber sudo tratamiento rico alguno), los const
yentes Fundamentals dels aleacinneshiemo-carbone sn;
da emita, la cementiay a perlita

» Territa, ES uno delos principales consitoyemos de
los hemos y de los aceros, y debido a su bajo limite de so-
Iubilidad a temperatura ambiente (O.ORG de C) se puede

ia 31, Mesa dean ceo lion A3 (18,
(UE ie, ES) Tr cla) y a aa

81

3 Notes alias en abrcacó de cancers

considerar como Micro alfa puro La ferrita cs anda, poco
resistente, dict y magnática, perdiendo esta última propi
dad a temperaturas superiores à 768 °C,

Figura 232. Vador de fot

> Cementita. Es la denomi
de hierro (Fe, C) Forma el constituyente más duro y rá
Bil delos aceros al carhono. Presenta una composición
del 6,7% de carbooo y 93,3% en hieto. Es magottica
à temperatura ambiente, perdiendo esta propiedad en tor
no a ls 210"

» Perlita. Es un constituyente eutectoie formado por
6,5 de feta y 133% de cemenita Tene un 0,9% de
catbono y se presenta, generalmente, bajo forma laminar,
altemando placas de comenta y feria Es más dura y re
sistem que la rt, pero mds blanda y maleable que la

Otros constituyente.

» Austonit, Es una solución sólida de carbono cn hic:
110 gamma. Puede contener desde 0 a 1,7% de carbon.
Solo es stable elevadas temperaturas (cuando el hero
so transforma co hierro.

Pipe 13, Aste misc de un ae loo.

82

Ls cl components más denso delos acer, no es mag.
nées, comienza a Formars ala temperatura de 723% Cuan
do se enfıla muy rápidamente un acer de sto contenido
en carbono desde la temperatur por encima de a erica
Superior se obtiene austenita à temperatura ambient; pero
como es poco estab, con el tiempo se descompone, ans.
formándose en porta y feria, © en cement y por

La propiedad más importante e su gran plasticidad por
Lo que se trabaja fácilmente (for, estampación, cc).

> Marteasita Bs el constituyente habitual de os ace
os templados-e obtiene mediante una transformación de-
masiado rápida de la austenta en hiero a, debido a un
enfriamiento brusco, lo que original aparición de una cs
"ructura un tanto desordenada. Es un consitayen que pr
Sent una gran dureza y resistencia, aunqus es poco dúctil y
maleable. Suele presentarse e forma de apujas,

|
Fi 334. Marea miner de naco templado.

> Ledeburita. ES una alcacióncuéctica con un 355%
de Fey un 64,5% de Fey C. ES que tone el punto de fu-
sión más bajo, Su principal característica es su gran ui
dez. Sus propiedades mecánicas no son interesantes. Dado
su alo contenido e carbono (1,3%) ao es un componente
delos aceros sino de ls fundiciones.

Además cute oros consiuyentes como la wit,
sort. Paita te,

Mezclas euécticas

ls aleaciones formadas por metales completamente
solubles cm estado líquido, pero insoluble estado slide,
Se puede observar que, para una proporción fija y determi
nada de los elementos que las componen, hay una estruc

nominada mezcla cuécica. Esta aleación

+ star formada por una composición Hija paa cada ck

+ Solidifcarse a temperatura constant.

+ Tenes a temperatura de solidificación más baja entre
todas las de las aleaciones que pueden formarse con
los elementos que la consyeo,

Diagrama hieto-carbono

Como se ha vito anteriormente, l carbono se encuen
tra emos productos sidoráricos cn arias formas disimas:
ca disolución con el hero gamma formando sustenta, en
‘menor proporción con hier alfa formando feria, combi
ado con el hierro dela formando cements, y e estado
lie formando grafo.

Ta diagrama hire carbono representa el diagrama de
Fases para el acero yla Fundición, en cual se indican los
constituyentes que existen cualquier temperatura y para
cualquier contenido ea carbono cuando la aleación se 0
Fra y caleta con la siciee lentitud para que aquellos
permanczcan en estado de cquilibrio.

Tin la Figura 335, se muestra un diagrama Te-C (sim
plificado), sabre el que podemos realizar cies conse

Fi 25, Diana he ca.

Como ya se mencionó anteriormente, el hiero a se
transforma en hier ya 911°C, Esta temperatura de trans
Formación no es constant, ya que varía según) porconta
Je de earhono, tal como muestra cl digeama.

Por encima de la línea EDF, a alación se encueatra en
estado líquido. a part de esta linea comienza la siii
ción que llega hasta la línea ECDG, que marca la tempera
tura del inal dela solidificación. En Ja zona ECBA la solo
ción está constituida por erstes de autenit, A enfriarse
la solución por debajo dela linea AB y con contenidos de
carbono inferiores a 08%. s forma feria y astenia has
‘ae punto B, llamado euectode el cual determina latem-

Maries izes e la bain de cacas 3

peraura de transformación dela austenita en una mezcla de
orita con estas de ferrita.

"Al enfirs a solución hasta a inea BC. se foma aus-
tenita y cementt,Formándos: por dchajo delos 721° una
cación de peri y coment. El pono D determina una
leaciôn de tipo cotícico denominada ledsburita que al
enfiarse hasta os 721”, separa cristales de austenia y ce-
emita, y bajando de eta temperatura los separa de ce
ment y peri,

Las aleaciones con un porcemaj de carhono superior al
56. no tienen aplicación industrial significativa,

3.2.3. Materiales férreos. El acero

Los aceros som aleaciones de hicmo-carbono que con
tienom menos del 1,7% de carbono, El acer es un metal de
color gris azulado, Su roura presenta granos regular, de
espesor diferote según la calidad:

andes y brillantes en Jos aceros de poco contenido.

sn carbon.

+ Finos y apretados en los aceros de alto contenido en
carbono.

El aero, e un material duro y elástico capaz de absor
hor impactos y que puede deformar y extender en for.
‘nade alambres o capas.

gra 36. es dace.

Enel sector de la automoción se suelen utilizar distimos
tipos de acer al carbono, em alcación 0 para herramicn
vas por ll resulta muy Important clasicas iden
caros alsevadamente

Para clasificar los aceros se wiliza diferentes cri
terios: según los procedimientos 0 procesos de obten
ción utilizados, atendiendo al grado de desoxidación,
Según su contenido cn carbono, según su composición
Según su aplicación y según su estado y forma de su:

83

3 Notre las e la abrcacón de cancers

Fig 2.7, Cpe arca co acero d las

Clasificación y propiedades

Ea general, os tipos de acers más comunes son:

Aceros a carbone

Se denominan también no alzados. Poscen cn su com
posición hierro, carbono, pequeñas cavidades de manganc
so inferiores al 1.6%) y silicio inferiores a 0.55%), como.
impurezas poseen fósforo y azfre (con contenido init
dos aun máximo de 0.00354),

‘Los aceros al carbono se clasica según la cuidad de
catbono que contienen.

> Acero de bajo carbono (aceros extrasuaves de 0.1 a
02% de € y aros suaves de 02 0.03% de C), El acero
de bajo carbono, a menudo llamado también acero dulce
9 suave, comienc entr 0.1 y 0.3% de carbono, insuficien-
te paa someterse endurecimiento por temple. Son tena-
ces, dicts y files de mecanizar, conformar y de soldar
A Sr Fácil de solar, trabajar con máquina y conform
resulta adecuado para productos y proyectos cn os quese
necesita un metal mangas.

¥ Acero de carbono medio (aceros semisuaves de 03
8048 de C y coros somiduros de 0.4 a 05% dC). Son
resistemes y duros, por lo que necesitan precaucioss es
scale à la hora de solaris, tales como: tratamientos
térmicos. materiales de aportación especiales para la sol»
dadura, cc. Se usan en numerosas piezas lndustials nor
malvadas.

» Acero de alto carbono (aceras duros de 0,5 20.6%
de C y aceros extadutos de 0. à 1,7% de C). Estos ace
os requieren condiciones especiales de soldadura, pues:
to que a medida que aumenta la proporción de cathono
san más suscepibles al temple y por tanto resultan más
duros y resstemes pero ala ver más frágiles. Se Suelen
uilizar para fabricar pequeñas herramientas u otros ma
veras que hayan de someterse a procesos de endure
iento o temple

84

Ti contenido en carbono es el que determina dur
la resistencia y la ductilidad de los aceros, Cuanto mayor
sea el contenido de cubono mayor será la dureza y la re=
Sistecia. Po el contrario, cuanto menor sea el contenido

mayor er I ducilidad del acero, pero menor

Aceros de aleación

Los aceros de alación. además de ls impurezas nor
males contienen tros elementos metálicos aleados, en
suficiente eanidad como para alterar sus características
Fundamentalmente: su tenacidad, resistencia a calor, à
oxidación al choque al despate te Por ll, poseen pro
piedados especiales determinadas por a merca y la ean
fidad de los elementos que Se le añaden, que consiguen
‘que cada acero de alcación adquiera una “personalidad”
propia

Fira 13. Morac de e ce al manga.

te los principales elementos que sc alan destacan:

Niguel. Se añade para aumentarla resistencia yla
tenacidad del acero, y ayuda también a evita la comosión

D Cromo. Incorpora dureza, tenacidad y resistencia al
desgaste y ala corrosión. Los engranajes y los ejes a menu
do estén hechos de acero al níquel y cromo, por su elevada

® Manganeso. Se emplea en los aceros para producir
un metal limpio, Tambión añado resistencia al materia y fa
vote su tratamiento térmico.

> Silicio. Se usa a menudo para eleva la resiliencia del
cero. sobre todo en la fabricación de muses o resorts

» Wolframio. Se uiliza junto con el cromo, el vana-
io. el molibdeno y el manganeso, para producir acero de
lta velocidad usado en herramienta cortantes, El wlfra-
mio es un material que one dureza suite para contar
incluso después de calentarse al Fo

» Molibdeno. Añado tenacidad y resistencia al acero.
‘Se emplea para fabricar eros de alta velocidad

29, act de chia de matt ard
"como mole.

Fu

» Vanadio. Mejora la testura del acero, Se usa junto.
con cromo para fabricar acero al cromo y vanadio, on el
ue se producen engranajes y pieasde tansmsioncs Este
tipo de coros muy nette y presenta una excel re
sintencinantichogue

ign 24, era la co ns sac rena

» Titanio. Además de aumentar a doe, mits el re-

cimiento del gran en estado stent,

Aceros para herramientas

Estos aceros constituyen un grupo amplio de materiales
quese usan cuado se require un taamiento térmico delicia
do. Se usan para fabrica herramientas con un filo crane

Acero laminado.

El acero laminado, en el que ss incluyen bats, var
las y actos estructurales, se produce por Jaminación del
acer en fio sn caliente, Los aceros laminados en ea
Tiente se conforman calentándolos al rojo, EI metal paa à
trans de una serie de odils, cada uno un poco más cer
ca del siguiente. A aavesar el último rd, se dispersa
agua caliente sobre I material, par formar una Jam,

Matis vlads nl ban decrees 3

tur 341. seso de an de bode cero e alee

avalada. E acer producido por este método tiene una ca
Tidad bastante unirme y se usa en muchas laos de pi

as Las bara laminadas en cliente de la mejor calidad
se emplean en La producción de aceros acabados en fro
Estos aceros acabados en fío se emplean cuando se nece-
Sa un acabado superficial de gran precisión y se foquie

en ci propiedades mecánicas, Listen vanos mótodos
para producir haras acabadas en ro, Los más habitual
proporciona los denominados aceros labrados en fr. El
proceso es el siguiente: primero se eta la lamina de las
arts laminadas en alien, lucpo se esira en fo estas
láminas mediante un woguel menor que cl tamaño orginal
¿e as mismas y, inalmente, se lamina en fre asta la di
mensiôn exacta requerido

|
|
|

Fi 34. Prot de cine tab de acero nin

85

3 Notre las e la abrcacón de cancers

Acero inosidable

El aceso inoxidable se define como una aleación de
acero con un minimo de 10% de cromo y otros elementos
alcantes como el niquel y el molibdeno. Es restent à a
corrosión dado qu erume u oros mciaos que comic,
posse gran afinidad porel oxígeno y reacciona con for
‘mando una capa pasivadora, evitando ast la corrosión del
hiro. Sin embargo, esta capa puede verse afectada po
unos ácidos.
Clasificación delos aceros inoxidable

+ Acero inoxidable extrasuae, Contene un 13% de Cr
y un 0,15% de. Se utiliza en la Fabricación de: ce
‘mentos de máquinas. labs de turbinas, las, ee.
Tiene una resistencia mecánica de 800 Nimm? y una.
durera de 175-208 HB.

+ Acero inosidable al cromo níquel “16Ce2Ni". Con
tions un 16% de Cr, un 2% de Ni y un 020% de C.

Tiene una resistencia mecánica de 950 Nimm? y una.

dureza de 275-300 HB, Se sulda on dificultad, y se

istiiza para la construcción de

de bombas, te.

‘Acero inoxidable al cromo-niguel “I8Cr-BNi

Contiene un 18% de Cr, un 8% de Ni y un 0,18%

de ©. Tiene una resistencia mecánica de 600 N/

mm y una dureza de 175-200 THB. Es un producto,

‘uy atilizads porque resist bin cl calor hasta 10

400°C.

+ Acero inoxidable a eromo-mnanganeso "11-188".
Contiene un 11% de Cr, un 18% de Ma y un 0,14%
de C. Tene una resistencia mecánica de 650 Nimm y
na durera de 175-200 110 Es sable y resiste bien
altas temperaturas. Es amagnétco, Se utiliza prin
palment en colectores de escape

Ny

iar 24, Clee de capa d cero nde

Acero revestido

Lacer galvonizado, o erocido después degolvoniza
do, es un acero dulce en chapas cubero de vine para cv
tara oxidación. Por su parte hejlata e un cero dulce
recubiero con estaño,

86

Identificación de los aceros

"odos los aceros se parece, por co resulta iii do
ficarl tip de acero solo con mirarlo. En gone) dual.
mente e aplican tes métodos generaks de identificación
Sistema numérico, código de cole y prueba de chispa.

» Sistemas numéricos

En la induswia, cada fabricante design os aceros que
produce con una denominación abia, lo cual origina
na verdadera complicación a la hora de eleir un acero
0 de estahccer ls equivalencias eme acer de distimos
Fabricamos. Para citar este incomeniete, el Insituto del
ice y el Acero (TA) adopta una clasificación de los ma-
terials metalicos en einco grandes grupos:

FS Aleaciones fee.

Li Aleaciones ligeras

E Aleacones deen,

Ve Alcacions vais.

S: Productos Snterzados.

Ente las aeseiones férreas idenilicación de los acc-
ros se basa en el empleo de caracteres alfanumérios. La
designación se realiza mediante la letra F sepuids de un
nión y tes citas, que indican

12° La eri. Agrupa alos disntos tips de aceros que
tionon similar aplicación. Las series que comesponden à 18
aceros van desde la F-100 hasta la F-90.

22 El pro. Hace referencia a las propidades de uti
lización

3°" Epo. Especifica cada aero normalizado.

» Código de color

Los fabricants sucen idmiiar cada tipo de ace (sc
gún la normalización alfanumeric) pintando las haras com
Varios colores repesemativos. Algunos solo pintan los xr

Código de colores en

Mais sados nl ban de roer 3

os, micras que oros exendn apura toda lara.
La finalidad de esa prática es evitar confusión nue barras
de cero al almacenars. Los colores empleados están debi-
‘daments normalizados de acudo con l siguen aba

ent

de aceros

Pot |
fen tt ame Se

» Prueba dela chispa

Siempre que se trate de aproximar la idemifiación de
un acero al carbono, a su correspondiente grupo Según el
porcentaje de contenido en carbono, se podrá emplear el
Sistema de identificación de la chispa. Este es un méto
do de poca precisión que consists cn acercar el material
«identificar à una muela de esmeril, para asociar la for
ta de las chispas desprendidas, con los diferentes tipos
de aceros

Para a observación el hz de chispas pude dividirse em
vs zonas principales

Figs 245, Forma cali der de chispas niet
i LL +7

+ La primera, al salida de la piedra de esmeril, sá
formada por rayos rectliacos en ls que puede obser
vars perfectamente el color característico

+ La segunda sona es la de biturcacionss, y algunas
veces tienen lugar en la las primeras explosi.

La terra es donde aparecen la mayor pare de las ex
ploionss que adoptan diversas formas, quese demo
minan estas. gotas lenguas, More, ce

La observación debo hacerse a ser posile, e un lugar

le cer debe ira a sentido contra
sio al ordinario, para que el haz de chispas se proyecte hae
cia arriba y as poder observrlo mejor.

Los aceros al catho de 0.154 1.3% de C, dan chispas
formadas por rays lios de color amarillo oscuro. A medi-
da que menta el porcentaje de € del acero, aumenta tam
ión e número de proyecciones en forma de lanzas y Mo.
as”, siendo más Mmes y luminosas

Fira 24. Ivan de go on lada par pode brea
"bar de pa

3.2.4, Fundiciones

Son los productos sideúrico (aleaciones Kiro-cubo-
10). que contienen normalmente del 17 al 56 de carbono,

87

3 Notre las e la abrcacón de cancers

Las de uso más frecuen tienen una composición que sc
la en el 28 y el 3% de C, Doscen una gran variedad de
propiedades y se funden en a forma adecuada en vez deta»
bajar con elas cn estado sólido, Con frecuencia, contienen
«tros elements de aleación como silico (3%) mangane-
0 (2%), para controlar o variar ceras propiedades

Las fundiciones son duras, frites, poco temacs, poco
imaleables y poco cils: por o que no se pueden trabajar
además, son dicilmene soldables Se pueden alar paa au-
‘mentar su resistencia al despast, ala abrasión ya la con
Sión. Por el contrario, ls fadicioes producen excelentes
Aleacionss fundidas, son muy Midas e estado Iqudo y no
Forman peliculas superfialcsindesahls cuando S vierten

"En comparación con el ace, las fundiciones le superan
cn resistencia al despast, capacidad para absorber vib
ciones, cualidades autoubricames y resistencia ala oxida
ción, aunque el acero presenta mejores características me.
Cánicas en general

>

Fig 47 ea de bcc de ma lr e dn por
in

Clasificación de las fundiciones

Existen, principalmente, dos tipos fundamentales de
Fondicions, diferenciada por la distribución del catho
mo en sus microcstucturas y que son: fundición Blanca y
Fandición gris.

Fundición blanca

Está cunsttu por ranos de perlita y cementta, y se
forma cuando la mayor parte dl cartono de a fundición
«em estado líquido forma carhuro de cro (Pe, C) en vez de
rai, al solidifiar mediante un rápido entriamiemo, EL

88

aspeci de su fractura e blanca (de af su nombre) debido
31 Fa de grafito y de forma estela, El comido de
Carbono oscila ente el 1,7 y 6.54. Debido al pra con
Keno de cements estas fundiciones sulen ser muy durs
(por o queno pueden mecanizarse) aunque muy frágiles y
de poca tenacidad. Su facilidad para cI moldco es aja. La
‘mayor pane de esas fundiciones se emplea en 1a slabora
ción de hieros y aceros, o en aquellas piezas que requieran
‘una pra dureza superficial o resistencia al desgaste.
"En función del porentaje de carbono se clasifican en:
+ Eutécticas Con un porcentaje de caboao de 4.3%.
* Miposurécticas. Con un porcomaje de carhon inf
rio al 438.
+ Tlipsreusetcas. Con un porcemaje de carbono entre
CRETE

Fundición gris

‘Se forma a realizar un lent enfiamiento desde el es-
tado liquido, Como resultado, se consigue un alt propor:
ción de carbono en forma de grafito (dl 2. a1 4%), in que

Debido la presencia de pra, presenta una superficie
de rotra pis. que le da e nombre erateístco.

Tienen menos densidad que lis fundiciones blancas y
escasa resistencia à la tración. Su apitud para cl moldco
{x superior a la de las fundiciones blancas y son más fh
los de mecanivar

Es un material muy empleado debido asu bajo ost, a
que no resulta demasiado fráil y a ofrecer una buena re
Sisenci ala compresión yal despase. Además dispone de
luna excelente capacidad autolubrican

Tits fundiciones Son las más utilizadas en Ta indus
tra metalrgia para la producción de picras que requicran
‘operaciones de mecanizado finales debido a que son muy
mecaizables, ya que admiten bien el taladado, el rosca
do y soa soldables.

Vigna 248 Mersch de na en pi.

Tin función del porcentaje de carbono se lasiiean en:

+ Eutectoid o perttica, Con un porcentaje de carbono
de 080% aproximadamente

+ Hipoeuectoide 0 fer. Con un porcentae de car
Bono inferior a 0,80 9.

+ Hiperetecoïde. Con un poreentaje de carbono supe
rio al 0.80%. À este grupo perenccen as fundicio.
mes aruchadas, Estas Son ls intermedias entre as
Blancas y las grises, y suce uilizrs paral abr
cación del hier y aso. Asimismo, y dado su Fácil
mecanizado y moldeabiidd, se emplean para colar
piezas de gran resistencia.

“Además del porcentaje y distribución del carbono, ls
Fundiciones se claiican también sain su proceso de sl
Vocación en

> Fundición de primera fusión. Sc origina al reducir
con carbono el mineral de hero, En estado líquido sede
nomina arabio

Fundición se segunda fusión. Se obtiene a fui
la fundición de primera fusión con chata de fandición y
cero, para eliminar part de las impurezas que contiene

> Fundición endurecida o templada, Se obtine al
“iar de forma brusca la fundición ge, con lo que es
1a una capa Superficial de iguales características ala fun
dición blanca (muy dura), quedando el interior de la pieza
(enfriado más Ientamente) con mejor tenacidad

Fundición dócil fundición de paftoesferoidal o
module) Para mejorarla resistencia de la fundición ris, e
bade magnesio al fundición Niquida. La fundición sl
ca primero con formación de cement, que a esa a
acción del magnesio se descompone creándose grafo, que
adopta la forma de minúsculas fers (Fipura 3.3). Posee
tena Muidez y moldeabilidad, Además la fundición cul
tiene un número de propiedades similares alas delos acc
vos tales como at isencia, cnaciad, conformación en
caco y templabiiad

D. Fundición maleable Se oben a pat de las fund
ciones blancas medisae tratamiento de "malcubiización”.
Con estos tratamientos se ellmin pure del carbono combina:
doen forma de cement, con lo Gus al dsm et cons
tuyo se reduce ls efectos que proporciona als Fund

idad. poca tenacidad, excesiva dure,

SI). En unos casos se ls somete a procesos de descarbura-
ción a una temperatur de 1.000 rodeadas de material ox
dano, yon otros, s alientan a 900 °C dant cinco © mis.
is rodeadas de materia neuro. En cl primer co, I fun
‘ion pire dureza y fragilidad. ganando cn tenacidad ma
cab y alargamiento, Enc segundo caso, tambi pierdo
dureza y gana en alsrgamiento y maleabliad, consiguiendo.
una resistencia mayor que en el peimer caso. Abos casos
presentan excclentes caraceísicas de moldcabilad, resi
lencia la coin para ceras aplicaciones y uniformidad,
puesto que todas ls fundiciones son tratadas térmica

ters lade en a bccn decaer 3

x

igs 3.9. ui dc) rec. Speed ac
pnt D en

Aceros utilizados en
la fabricación de carrocerías

se lan corren

químicas, el aero constituye una buena base para obtener
Sleseiones especificas, y admite asimismo diferentes tata»

3 Notre las e la abrcacón de cancers

zados cn aleacién, como cl ici, manganeso fósforo.
Para fabricar los aceros de ala resistencia se stilzan on a
aleación: iano, niobi, cromo o boro. Asimismo, en Jas
propiedades teraboimecáaicas del acero (basadas en a es
vera cristal y pramula) ff aspects como la
temperatura de laminación, os velocidades de enfiamic
to ls cels de recocido

Fig 350. Estaca de na canoe becada nace.

DEEE Bons de carocería suelen oscila en-
we OS 3 mm sin embargo, la parte principal la compo
nen chapas de 08 41.0 mo
Los espesores menores se wúlizan en piezas que sin te
or demasiada importancia estructural, forman a pare ex-
Tacaroceria

a el sector del automóvil se wilizan una pran canidad
de tipos de acero; debido ello ls calidades usadas son
uy variadas. basta el punto de utilizar, en distintos ee
mentos de la Cacería, material laminado en client. E
cualquier caso, la tendench cs utilizar aceros recubiertos
después de laminados en fi

A 8

Fira 51, lución del concep rane

An Par a mr conc coven de 190,

Pi cena asia on cr SU (chi de 209, Ped

areas quel tana del pl e ha cemento ue tin

are manent de as chez e aos de dret

compró qu suda Sore a mp or
‘prec st parte medi de a stc

90

ig 22. Enel ea ine e nece eps det
Pri ny, ind cr nr dos ld perra
in

ua 250. Lamine an cu, pment ind
‘rece ana tempe era, ein en un pcs
er reden cher gran.

Genericamente, se distinguen GRETA de
aceros las comer Tas primeras son de
una calidad de acabado nc Por el contrario. la
chapa fina posee muy’ buenas caradlerísicas de aptitud
para la embuteign, la soldadura y las operaciones de

Pado.

‘ata primera di
cara aceros la
Se hasan ea un tamiento sencillo para doblados y embo-
ticiones poco exigentes.

Atendiendo a grandes grupos de productos, ls
para carrocerías podran clasificar en

+ Laminados en clio

2 Laminados en to

+ Récents después de la laminación en ic

stos últimos ss utilizan cada vez más, ya que permiten
biene pzas más duruleras y resistentes.

3.3.1, Aceros recubiertos

stos accro ISORA UA O ARS CAS E 0
aleación zine-aluminio, que incrementan su resistencia
la corrosión

'Bésicamente, los tipos habituales de recubrimiento son

+ Galvanizado por inmersión o cono,
— Galvanizado convencional.
— Galvanizado sin estrella.
— Galvanivado alado (Galvanncale).

Figur 334 Ape de a epi de un cr shame

+ Electocincado.

Elccuocincado Za pur,
— Electiocinealo Za-Ni

+ Dumed 1Z2-Ni (+ Ce + Orgánico!

Maries izes e la bain de cacas À

Fig 15, Apc del peri de wn creed

Galvanizado

I acero galvanizado es aquel que se obtiene mediante
“un proceso de tecabrimiento de varias capas de la lación

de hero y vine de unas dos micras de espesor

Tos recubrimientos que se ohienen por galvanizacion
en caliente están constituidos por varias capas de aeacio-
nes zine-hiero, fundamentalmente tes, que se denomina
gamma. delta y eta y una capa extema de rine práctica
me puro, que s forma al solidiiar sl sin arrastrado
As baño y que confer al acero recubierto su aspecto ca-
reterisico gris meálico brillante.

Ine
Zeta
Dota

El

Figura 256. Cart anneal mcr ganado

De todos ls procedimientos de lanzado, el más wi
lizado en a industria de automóvil cs UGANDA cd. Su
capacidad para proteger dela comosión yla calidad deu
Superfice convienen à st tipo de galvanizado en un ro
vestimiento adecuado para componentes de la camocería
Aunque dado que durante este proceso de galvanizado pue

91

3 Notre las e la abrcacón de cancers

den surgir ocios superficiales denominados flores de sin,
se uiliz cas exclusivamente en piezas estructurales y cn
partes no visibles dela misma.

Done WV 205

“Sida. La dura y ct puro de fusión de este
revestimiento lo comáenn ea un producto de una
oldabiidad cercana al de una chapa sin es, en
paricalr con una excelente vida dul delos clciro:

Se ne

buena adhesión a revestimiento, uenaodbesién
Id revestimiet al meta, cohesion del rovestimieno.

les. Requiero un
cui en sl proceso de catforesis, para
‘vita os problemas de caerzación als que puede
ar lugar Ia mierotextra de este revestiniento,

Pi 257 agama dere dels earns hides, QUE

Una de las principales earactersticas de los recub
mientos palvanizados es La de estar unidos metalrieamen-
teal acer base, por o que poscen una exeslete adheren
Gia. Por ara parte, al estar constidos por varias capas de
aleaciones clero, más duras incluso que cl acom, y
poe una capa externa de zinc que es más blanda, forman un
Sistema muy resistente alos golpes y a abrasión

an

2...
Fu 35 Proceso de ahaa e cet e acero Gael,

Las caractoricas más importantes del to vo.

+ Gain. SRT
= cr

rayado, impacto de gravilla), pracas al comporta
miento electroquímico del binomio hiero/zine (efec-
to de ánodo de Sarficio), En caso de daños, la pro

encia de hero en sl ovesmiento de alos productos
de comosión dl Galvamncald un color rojo, queno.
hay que interpretar como un signo de corrosion del

+ Linfién ene un
in o bts la mayor dr de ss

revestimiento (dchida a Ta presencia del hie) pue
de hacer su uso més delicado para estampación pro-
fonda (riesgo de pulverización).

92

Este méodo consiste cn GRATER shre

uu a eo a min en

tadas 4 un poo ne
ee una cuba ele
twolica cargada positivamente La race cletiea hace
que la patículsde zin cagadas positivamente se deposi-
ten sobre la superficie de acero, creando una capa proecio-
xa y afectando, por igual, tds as zonas de la pieza

Pipe 150. Comet del hide.

Al igual que en sl galvanizado, a capa de zine protege
+ acero contra la comosió y presenta, junto con ls ata
mientos de superficie usuales, una buena base de adheren-
cia para su posterior acabado; Los productos eleetovinea-

dos se ulizan habitualmente, cn sus versiones de doble
cara o una cara, par las piezas visibles de carrocería.

Las características más importantes de est tipo delos
rocubrimiemos sisetocincados son:

ER.

que, rayado, impact de gravilla), gracias a compor

tamiento elecuoquímico de sactifeio del zine con
ct al bien

. ld. to

quelo hac apt paa las embriones más proundas

Maries izes e la bain de cacas À

adhesion delas colas y masilla al rvestimiento, ue
‘a adhesin del revestinieno al metal, y buena cohe-
sión de revestimiento.

“ es Los aceros revestidos por
se nenocara o doble cara pu
den se los por cualquier procedi

miento normal de osftación y de pinta,

Fie 350. Une de dede.

Ea pens men ae
een

Figura. Tipos de das bie de cr

Las chapas, una vez aplicado el tratamiento, se divi
den en

3 ande Neva e

taie por las dos
fas, Cuando
nt, la que queda in
La emlenci es la wilizacidn del recubrimiento por am-
as cars del materia, y que cl incremento de precio es
egucho y al fhrican el aro le simplifica enorme
feel proceso,

Independientemene de su recubrimiento, los grandes
tipos de aceros aplicables en el mundo del automóvil pue
den clasificar em

93

3 Notre las e la abrcacón de cancers

es
Ba | 160.200
Hard e
co 22
CRE
Messe | 959
Cu
Debi
a 00
Pastas
Indus | oo 00
‘rion
er
Fase com | oo
‘ea |.
remain | 1000
ws 1306
nca | 250
use

Fig 36. Estatura de ns crac bad con iets ps de

asta ahora, la mayoría de los aceros utilizados han

sido los convencionales (eon 0 sin recubrimieo). pero
existe una tendencia muy importante a utilizar cada vez

94

<< SSSR y
PR A AECA a do els
less set el casi, sos ces sn los 0e
ocios como de MR (he nc) Por
Gio lado o cee dea mica y kant
Satan más bars que os eso las conta
Sonne alle ments els rs omens de
Alec. Sn ambar, enn sure mein ua muni”
‘caper qu es a ona resistencia mucho mayor que a
Fri

Damon, Sardamenals ent tos
sects comunion yas e amina on on
ños ll con à GUANO.
Me nn Steet en ne
M isin cuis émane vn etvero cen
Un yx paradas, produce gos de rar y al
train deforms Acolman, eto e
faa valor del Tn inc, dtormacons prod
ds so permanent

En fncin de ee parémeuo, pued razas ase
ie ira

(MEETS ERE, Tienen una resistencia a la
trucción de asta 210 MPA" (Nim),
+ DeZIDASSO Nm se denominan aceros AÉREO

+ DeSSO Nim” en adclante se denominan aceros de
‘muy alta resistencia

Fa 62 Spl dar de hal cn de
re ción or

* pm (al clad de pene Sm er
oa Une Se des comal pe que re her
Town sh ua apo de goal sin eH megs
(sib a Me M Ri eh

Maries ads e la bain de amas 3

La wachen de coos de aay ulm aa rsicia e ad. SEAT cn os css

permite ltecer estructuras mis optimizadas consiguien- sokladura, ya que la unión de piezas de acero HSS
do mejores diseños, modelos con mejor respuesta en ser- con el esto debe presenta una buena sable para
vicio, más rígidos, seguros por la respuesta contra impac- ue la resistencia del conjunto no se vea dimiauda
tos y más ligeros + Deben ener, asimismo, una
tn, una decada resistencia laa
so tit pa iferenis procesos de protección anticorosi-

va como el galvanizado y el eleeocincad

ten QUID: ¿ro de sos de ami aco
pe
pees
pnts 8 sca y bl
e se (doble fase).

2

En la Figur 3.68 puedo apreciarse un ejemplo de wi
zación de distintos tipos de aceros y materials en a far
Fate los tipos de aceros que mejoran as propiedades y cación delos components estructurales de una camocera
caracas delos accros Comuencionalos se encuentran: En su construcción pueden milizase prácticamente 30 ca-

lidades de acer diferent, en función delas prestaciones

ig 2, Cata e an de aca má ed
Y ica

233 y . ruin, Com ds, Ge ds some
33. fv acualmerte na ef hace muy pocos años.
(HSS) nr mem
ste diferencian de os comes en que sucom- Er hc rain

posición pet major med deco > peques Bi
adiciones de manganeso, vanadio,ztconio, te, Debido

a est poscen m AA ener un

Br
cn rm Mime sem
sei fe ETS
MEA
rn mic cai
aca de ma camara.

a ión
Calmont, la caractrística más significativa resido cn a igh Strenght Low Allo)

utilización simultinca de propiedades como:

aise cs O oe
© Resten, mayor nin de or y el sh Le y

e elistco de estos aceros permite consegir ato

niveles de resistencia de Is piezas, disminuyendo el a tee A
espesor dela chapa icin de distimas camidades de niobo y ani. En

+ Tenacidad. Poscen elevada capacidad para soportar ocasioness añade también vanadio. a cualquier caso, estas
esiverzos dinámicos sin romper. amies nunca sumarán más del 1% del tal.

© ons Pino 95

3 Notre las e la abrcacón de cancers

‘Sus principales características mecánicas som:
de soma cn € y un min
mo del Sos características mecánicas s deben.
2 ls procesos termomecánicos producidos mediante 1
minación en aliento,

Dentro de este grupo podemos encontrar los aceros io
trópicos con la adicción de amo etre 0.01 y 0.04% Des
‘aca su reducida aisoropía (propiedad delos acros que

da dismimción de anche dela hapa y qs Fundamental
en los procesos de embutición).
Las chapas de acero microaleado de

Aces db seal Phase)
Sn ann UM

nsierabl. Este elevado nivel de resistencia me.

to térmico que con
siste en un pido aumento de a temperatura en a fas de
recocido controlado el cnriamiento, seguido de un reves.
timiento para mejora la plasticidad, Sus caracteristicas me.

ducción

A grueso de chapa

OS

vx | mx

venta de su gran capacidad de absorción dela

Fin 366. Ted de parie ia on eo Dal Pe

ons | ox 15 | omy,

Son aceros de 2 obtenidos a partir de adi
ciones de fósforo Superiores 40.08%), que al disolverse en

vx

ricams japoneses los primeros en incomporar st io de
ceros, hoy en día se ha extendido su utilización. El méto-
do de reparación de estos acers e similar al de los aceros
ISLA y micrvalados

Las piezas fabricadas con este acero se destinan a va-

sos picras estructurales, efucrzos que estén some.
dos a fia, o piezas como los larpueros, uavesahus 0 rex
Fueros de pilares.

om | eos ox

Ents los aceros de uso más creciente en la actualidad
se oncuentran las chapas fabricadas con acer Basa
deming, cuya cualidad más significativa esla de see
a 3 £ Sen
Samblada la carroceria y tras haber ocibido el bano pro

tector de eataforesis, rs
para secarse, ala vez que el aceso varía su estructura mo

fecular, con lo que se obtiene el a

8 Su grado de
ac

Este aceros se utilizan uno e piezas de paneera ex-

Ferne, rer y raesario)

Figura 367. Cap arado con ceo Se ring

(Aer E tesi Free)

de abono con distintas combinaciones de micoaleanss,
como por ejemplo ani, obio y fósforo,

Su cevada resistencia mecánica garantiza
«istencia en ftiga y los impactos. por In que estos aceros
tin especialmente indicados para fabricar tato pias ex
tecore como estructurales, especialmente en componentes
del sistema de absorción de impactos.

Aceros TRIP (Transformation Induced Plasticity)

caracteriran por un buen cquiirio entre resistencia

na excelente respuesta

EESTI aceros de ultra alta resistencia)

Maries izes e la bain de cacas À

ala deformación comparable a un acero de embuticiin de
300 N/m Estos valores se consiguen modiant un cuida
do diseño del material (dese el punt de vista de su com-
posición), de variables que inciden en su producció, y de
la respuesta del materia a conformación en fo
‘Gracias ala fuerte capacidad de absorción de energía de

sce 4 et iS

Tier 268 Compa de mare TIP on lai.

“Aceros al boro (USIBOR)

con respect a un
termomecánic deran-
Te confiere una excelente tom
como una buena homogencidad estructu-
que penite un buen comportamiento ant el esfuerzo
mecánico.

Por su leva mike de clasticidad rsultan excelentes
para la fabricación de piezas del sist le
visas de pareboques,refvrzo de puerta euer“

2 central, montane de vano, ct).

Estos actos tienen
dodesamollar anevos

om a ie sin, put
se y técnicas de transformación,

Las piezas ai fabricadas pueden absorber más enerpia en
aso de deformación.

97

3 Notre las e la abrcacón de cancers

stos aceros combinan una muy ala resistencia con una
aptitud mejorada ala conformación. En eta pama de ace
ros de ua alta resistencia, a eta tecnolopía de enfin.
miento instalada en ls linea de recocido continu, Per.
mie utilizar composiciones metalúrgicas con las que se
Ghiene un mejor equilibrio etre la resistencia y la du
Had det materi

Fi.

era de ec on ana cam.

us 27. Katara de sed o de ss
‘sree

3.3.4 Elacero inoxidable

EL acero inoxidable se distingue del acero al caro
no por su contenido de cromo (acero feria) y. en de
terminados casos, de miguel (acero austeftico). En su
fase de fabricación, a adición de cromo mejor la re
sistenca ala oxidación del acero yla adición de níquel

98

en os aceros inovidables al cromo mejora sus propicda
des mecánicas
Hasta ahr

“anque bien es verdad que se necesitaría
nos Cantidad de material ya que es más reisen
Su proceso de ensamblaje tiene como particularidad
principal que los módulos dela estructuras raza union
do perfiles finos de acero inoxidable con nodos de fundi-
ción de pared delgada (Figura 372),

3.3.5. Nuevos materiales

Las últimas investigaciones en este campo se centan
en oe denominados “materiales activos" o “materials con
memoria”. Lapocularidad fundamental de este io de ma
toral reside en cl cambio que experiment como respacsta
& deerminadoscatimulos contolados. Esto da lugar a ca
‘acteristics tan notables como el tener propiedades varia
les y cambios automáticos de forma, EI material de pa
da puede ser una aleación de níquel y tian, cuya principal
característica es que sí se caliema después de haber sufi
do una deformación, recupera cn gran medida so forma o
tinal, En otros caos, estos materiales son polímeros (1
ura 3.73),

3.3.6. Tendencias en el uso de
materiales

En general, en términos comparativos, el acer (tanto.
+ de llo o muy alto mio elástico como el de baja alea-
ción) sigue siendo el material más uilizado por los cons-
Aster, debido fundamentalmente a su resistencia y pre-
cio, Como inconvenientes más significativos fente a tros
materiales como el aluminio los plásticos, pueden citar
e su peso y u baja capacidad anticorosva. Para cons
uit una mejors en estos aspects, los aceros empleados
Sn a construción de camocerís están en continua evo.
ción presentando muevas less en períodos de tiempo muy
cortos. Los constructors de vehículos demandan produc
os que pueden cambiar incluso alo largo de la vida de un
modelo determinado, de tl forma que coexisten métodos
de producción tradicionales con procedimientos de fabrica»
ción muy novedosos.

Independientemente del tipo de material, para conse
ui unos nivels óptimos de rigide de a carrocería, sra
necesario emplear chapas de alto esposo. ya que la caga
ue aguantarí una pieza y la energía que habrá que apli

Mais izes e la bain de amas 3

3 Notre las ena abrcacó e cancers

tener espesnees mientras que as segundas.
Suelen presenta espesores

Como so mencionó a a
basado en el método de los

ico y dinámico comprendo: vibra
iones, fig y choques. DE exe modo ss otien a forma.
deal de cada pla, ya que para un material y una geome
tua de su sección tl conctetos, la resistencia dependerá
también de su forma.

3.3.7. Soluciones constructivas

Tin la actualidad, y debido a la marcada tendencia de
los constructores de vehículos a fabricar caocerías más
liperas y resistente, se han desarollado varias propuestas
constructive a este respect

Uno de estos proyectos es el denominado ULSAB-
AVC (Ulralight Steel Auto Bods). Este proyecto lo de
sarrollá Porsche Engineering hace unos años, fruto del

és de más de 30 Empresas siderrgicas para conse
ui una camocerfa que cumpliese unos requerimientos
y solicitaciones acordes con los nuevos estándares de 1e-
“istecia y peso del conjunto (emisiones contaminates).
Asimisino también se pusieron en práctica ls nuevas ic“
cas de faricación para la optimización de los compo:
ments de a carrocería.

TI concepto básico consist en construir a estructura de
la carrocería con aceros alraligros, o que representa una
reducción de hast un 25% del poso de una camocería si
ilar coastvida con aceros convencionales Esos nuevos
aceros avanzados de alta resistencia mejoraron sensible
‘mente la capacidad de conformado y las propiedades me
Cánias, hasta el punto de que Som el doble de resistent.
que los accro convencionales.

Los vehículos diseñados usando stos acros se hone
cian de un buen comportamiento free al choque. sims
mo, as earoceras fabricadas a pri de est programa u
Tizanavevas técnicas en el procesamiento del acero, como
los formatos soldados Tailored Blanks, el hidroconformado.
de tuhos, el hideestampado, te que ayudan à la opin
zación de los dichos, uilizando menos components, Ea
sta línea, a aplicación dela tecnología láser en la soda
durs de piezas de la caurocrfa disminuye la distorsión di
‘mensional y reduce las alteraciones de las propiedades de
los materiales soldados

Esta combinación de materials y procesos de produc
ción avanzados permito consolidar las funciones en le
dedor de un 20% menos de pias, lo que da como resul
tado una carrocería más económica y un 25% más ligera
delo que hoy en día es un modelo promedio, presentan»
do una rsidez un 80% mayor unida una mayor inter
dad estructural

100

Fin 374. Conce riad bajo e sa ULSAN,

A continuación seca los procesos de faa y los mar
terials quese emplean pra el deso de et proyect,
Procesos de fricción
+ 38% Pieras estampadas.
+ 316 Piezas conformadas mediante Tailored Blanks.
+ 13% Piesas hidrocstampadas.
+ 7% Tubo biroconfarmado.
+ 6% Tubo soldado (Tire.
23% Tubo recto,
+ 2% Ores,

Características del

uniones empleadas:

+ 100 en de soldadura láser
+ 814 puntos de soldadura por resistencia.
+ 1,6 de adhesvo

Menos de 1m de soldadura MIG.

+ 748 Dual Phase
+ 106 Bake Hardeoable

+ 3% Tigh Stengih TF
+ 3% Martenstc.
+ 25 Transformation Induced Plasticity (TRIP)
+ VENISLA
+ 15% Fase compleja (Complex Phase, CP).
* 4% Ores
e...
«

Tina 275. Tips de cero plus enel pco LLC
(wa de las soluciones constructivas más intresants

consiste en a
Tricdndose con

Ti ara
e

Fea 376. Vocal cn estructura vada en ena oia

3.3.8. Reparación de los aceros
ALE (HSS)

Las chapas fabricada con ests tipo de cero, que tienen
una resistencia inicial superior al resto, son EEE

to frágiles cuando se sobrepasa su límite elástico. Con ca-
ráctepeveral las plezas ALE quese han deformado deb
¡er sstuidos. Fa esta operación cs my portante pepe.

tar as zonas de cote, Is procesos de ensamblaje y de sol

ladra ders en Tos manuales de repart.

Tine preso de reparación de pl fabricadas on estos
aceros e muy imponane la temperatura ques es pique, ya
que penca dos 60°C, con un posterior afiamieno al
Se se obtiene pecicamente un temple peal que rowers
La formación de sustenta en la estructura inma del accro lo
ue à aga OIDO Para ar esos income
tes no result apropiado lizar alo en as reparaciones, de-
endo realizas ea io (machado y/o pegado) en caso de
tener que calentar sin gar à ds 60°C. Es por llo que la
Soldadura oxiacenica, y el endorado con el estén des
aconsjados como posdimiemos de rparación

Para la Gr de est tipo de aceros deben wirst
ros métodos como I soldadura MIG/MAG o MIG BRA.
ZING. La soldadura con arco eléctrico es también liza:
ble, sempre y cuando se uulicen los elecuodos adecuados
y de la forma cometa, También se puedo wir WON
Aura pOr puntos de resistencia teniendo en cuenta los aus
{ss corrector delos parámtos de intensidad de cori,
presión de los electrodos y tiempo de soldadura,

Aleaciones ligeras.
El aluminio
Se denominan af a as acaioncs que nen como co
mem ha a alumine (AD

El aluminio es un metal de color grs blanco billanıe,
de densidad 2,10 g/m? y punto de fusión de 660 °C. Es li

Mais izes e la bain de amas 3

sto, dci y maleable, y muy bucn conductor del calor y
de electricidad, Se moldea Feil

Faura 27, Mineral de oa, apart deal e che ami.

A pesar de una gran afinidad con el oxígeno, sale
is ce are pues e recubre con una delgada capa de dx
¿do alúmina), que protege al resto dela masa del staque de
a oxidación El contact del alu con elle más 80.
ls como el hero debe evils, debido a que se forman
pares galvánicos que destruyen 1 capa de alúmina protec
fora yes sometido, por tano, a una fuere coosión.

Fig 37% Bata tantra en Gio de unin

3.4.1. Fabricación

La GH prima para cl oluminio cs EE «(STD
sina por efectos de intemperización de caliza y slcato en
condiciones climatológicas adecuadas.

101

3 tas alias en abrcacó e canoes

‘ual mo se puede obtener en a misma forma que cl bier
cobre los cuales on separados del mineral por fusión
con ayuda de cartón

"a bai sc ransforma cn óxido de aluminio con un gran
ae consumo de energía, y pstriomente mediante un procedi-
al emtar en contacto con cl oxígeno, en vid delo. miento elecolico se transforma en aluminio serie.

A Y oc u

aman oats +] ne
_—

Fg sen ea ni
Gianni en ado puros un nasil moy Hn Psa cit
Ed

de Temen las propiedades mecáni- + Tiene: SEE <= "Ningún oo metal ad-

cs como: el line de ci, krlmnen ala cn

ción y la dureza; disminuyendo, en cambio, otras como: la * Tiene o A (capacidad para Île-

Aldi aim xl comi 8 aa yl an en es

condacilidad1Srmica y lé,

fey “ey Aleaciones de aluminio.
ne... 342.
ee Pr u
sie Se una per TID MM considentiement are re eae
"unes ‘sim, molino
a ee Select cg

Como resumen, las SERIAS que ofece La vilización
del alminio son:

+ Alcciones e aluminio para fundición.
Y isi ins soto poximodamen ED 2 Actions sm Bs o

Fig 30, Bogue mao aad en mio.

Estas aleaciones BRUNCH BARES varios
procedimientes:

'undición de arena
+ Funticón inyectada.

+ Picton en quil
Aleaciones para fora

"Además del alomino, comtienea ous elements como
ci i ages REARS UG, cc, que mejoran
Suresistencia mecánica y pormien a fabled On picas
«components: parrait mecánicos cam a for
Ja, laminación, uehlad, ct. Este ipo de aleaciones sue
La ir tant nes que moin spo

Las aleaciones de aluminio para foja puede dise
en dos grandes grupos

» Aleaciones de aluminio no tratablestérmieament
{ao bonifcables) Las alcciones de alumimo no trtabls
‘éemicument€mo pueden ser endutecidas por precipitación
y solamente pueden sertrabajadas ef para aumentar su
resistencia, Se divideo, básicamente. o ts grupos

+ Aleaciones ALM

> Alcaciones de aluminio AFAIABISS1EFmiEA onto
(onificables). Al se tratadas térmicamente, alcanzan o
lores más elevados ASresisendia y reza, Las principales
aleaciones de este po ox:

Mais usados e la briacón de amas 3

Figura 1. tt arcade lumii.

Aleaciones A1 Cu
“Aleaciones AIME Si.

Aleaciones ALCU-M Si (Duratuminio}
Aleaciones AL-Za.Cu-Mp

3.4,3. El aluminio en la fabrica
de carrocerías

La seguridad. Js prestaciones y el conf enel mundo,
de os actomónils de clas superior cstaban conduciendo.
lactación aca atomos la JE ME pos, por
silicón de oros mate
1% más ligeros como el lomo
EI aluminio es el metal que se emplea en La consruc-
ción de ls aviones, de naves espaciales, de trees de alt
velocidad como cl AVE y delos automóviles de ala com
petición. Desde hace algunos añostambión ha comenzado a
Emplear en a Fabricación de camocerts ya que cs un me
val que por su naturaleza aporta dos grandes ventas
+ Serás ESO SETI WH 100% y aser
menus pesado consigue un menor consumo, por un.
to. die el nivel de cotamiación ambiental. De
cho, Ts uvas dirias oigan a Que ET Velo
sea cle en un tao por cemo «loado,
+ Real má sur al en un dera
ada en caso de impacto y un reducido po
orge la actuación del sistema de freno.

que fa

Su bajo peso específico (hasta un tecio con respecto
del acero), unido a su excelente relación resistencia mec
ica peso y su (ci y rentable reciclado, hacen del alumi-
Mio un material que se utiliza cada vez más en la indus
de) automóvil ya qu SUS al ASADA arica.
ción de components del motor y carrocería priscpalmeo-
ve. De lec, las aleaciones de aluminio pueden desenpe-

103

3 tas alias en abrcacó e canoes

Fira 82. sacra de una caca demi

sur. a fundición
io sup .
“concept en cuanto à Las tradicionales
in. 3a que por la características de este metal es
nocesarı adaptar todas las fas del proceso productive
(técnicas de claboración, sitemas de ensamhiajes, tata
into térmicos, e).

3.4.

{Una vez ohtenid el aluminio y alado con los ligan

tes corespondientes, se conforma para darle su forms de
Ami,

a ca po
Esta operación se leva a cabo mediante
a, hasta alcanzar el espesor necesa-

io de lachapa.
CT

MS ES
EEE sa

104

>) Unos las chapas la forma prevista
mediante

dio de un
cesa provoca qu
mini dando una
queso tae

Ent Jos consucors que ban iniciado la fabricación
dest tipo de <amoceras destaca un ncvo yen.
ario principio constructive denominado ASP (AMES Dc

desarollado por Audi

ren
Mo er
o

ig 2, art de ana cam Space ame

La esta de os modelos fabricados con este pro
miento est formada por perfiles extrusiondos rectos y cur
os quese juntan c Jos pontos de unión mediante piezas de
Fundición inyectada (nudos de fundición a prsión cn vacío)
ue rodca e compartiment de los pasaros. Mediant un
read de los mudos de Fundición se consigue una alta ii
dez local en os puntos transmisores de fuerza delos sopor
tes del ten de rodaje y de los opos propulsores

Fret cuado

Fu 325, Unión depres sad cn mas ees

ES

Para la Fabricación de los paneles exteriors se utilizan
principalmente materiales termofraguables, ya que espon-
den al compromiso de contr con una buena malesbiidad,
propiedades mecánicas y resistencia al comic.
Después del estampado o bien después de trminar «1
ensamblaje del monocasco, se procede a modifica cl mate
Fal por medio de un tratamiento térmico (205 °C) enla
cade chaps, Con ello se obtenca unas óptimas cualidades
mecinicas; por ejemplo, un aumento del limite elástico y

Mais izes e la bain de amas 3

Lire

Figura 347, ban ds eles esmas y os nos de


dela esistenia ala acción, consiguiéndoss unos valores
comparables a los aceros coavencionales con estampado
profundo, El ertrio que se sigue para calcular las dimen-
siones de los paneles exteriores se basa en haceros lo més
grandes posible in que se vcan actados por las abollady-
vas provocadas por os golpes de granizo opor las presiones
locales a ali cerrar las puertas, tapas o caps.

‘Cuando se necesitan ensamblaje cuyas tolerancias de
montaje está en toro a +/- 0.2 mm, se recurre fabri
‘ar ls piezas mediate la técnica IHU (simula a os tale.
ed blank la Härocenformaciön). Mediante ese procedi
iento se puede fabricar un componente de la camoceri
con diferentes secciones transversales. El proceso de fabri
cación es el siguiente (Figura 3,8):

Figura 288, Proc de iain meda ka

105

3 tas alias en abrcacó e canoes

1. E peri comado a medida se coloca en una herra
mica (mati) compuesta por un clement superior y oro
inferior (detalle A)

2. Al errr las dos mitades se realiza el econo de la
pieza. Al mismo tiempo se inroducen os cilindros axiales
Y pct de llena de qui (tall B)

3. A continuación se genera una presión de 1.700 bar
aproximadamente, el perfil se expunde hasta el molde de
la herramienta y se calibra

4. En cuanto se alcanza la presión fal se desplazan
hacia fuera ls cilindros pertradores que habían mamen
do cerrados hasta exe momento los oficios para operacio
mes adicionales de perforación

5. Comet lindo perferador se expulsa de es forms una
Pate defini del peri, produciendo así el hueco de aso.

(6. Después se puede retira a pieza (delle C)

3.4.5. Reparación de carrocerías

de aluminio

a los process de reparación de caroceras se necesi

ya que el lomo po
Sy características di
Intns manos y tem

Hina, por Io tanto, Tos vta
cos an de ser diferentes, o que supone eltener que realizar
una actualización en los procesos de reparación clásicos

La general ls principales EATERS on:

+ En las operaciones generales realizadas con el mar
tlle (batido, recaleado, estirado, ete) hay que t=
net presente que a er el aluiiaio un meal bastante

+ En as operaciones de

ino e un material que presenta una
por lo que ss iii localizar durante
tempo adecuado un punto de calor para producir la
Fusión del materia. À st, se suma que al tener poca.
resistencia cécrca, debido a su alta conductividad
eléctrica, el calor que se genera durant el proceso
de soldadura por puntos de resistencia e insuficiente
para comogalr, asimismo, la fusion del material, por
lo que es necesario gumentas sustancialmente a in
tensidad aportada (Ley de Joule)
* Enla ESA lu materi me
nos reis la aplicación de esfuerzos
para inter reducir las deformaciones ba de efec-

& Sén de

Aleaciones ultraligeras.

El magnesi

Las alcacionssultaigera son las que tien como has
al magnesio (Mg) y algunos elements de adición como el
Sluminio, que aumenta la dureza y la resistencia, ye in,
ue aumenta la ductlidad Su característica principal es el
bajo peso específico (ado menor que las aleaciones Tige=
ras), or lo que representa una alternativa muy interesante
al aluminio, Con respec al acero, el magnesio tiene una
densidad cas cinco vecs inferior y su potencial de ahorro
de peso es un 60% aproximadamente

"El magoesi es un metal de color blanco qu noe encuen:
ra estado puro. sio formando minerales bien disbelioen
agua de mr, y aquí aca su principal inconvenient, a que
‘omscpuir magnesio paro e muy costoso al tenor que ur
oes de lees del agua de mar para su obtención.

Se caracteriza por su extraordinaria liprcza en lación al

volumen. Con una densidad de 1,4 em el aluminio resul-

da LS veces más pesado y el acto 45 veces más. Tine un

unto de fusión de 650°C. y presenta una iidez óptima.
Aunque sc utiliza peincipalment para mejorr propic

ciones de magnesio de la pureza (00%).
"odas as aleaciones de magnesio son reciclables y. des.
de un punto de vista económico, resulta mucho más reta
recicla que obtener material d primera generación ya que
para obtoncr material dan el reciclaje solo hace ala un
3% de a energía necesaria para el proces de chai,

Fi 349. Tso dl pane de nsrumets vide de map

Tistasalaciones aportan principalmente dos ventas:

+ Reducen el pes de cies piezas estructurales de los
vehículos,

+ Facilita el proceso de fundición (mejor acabado y
mayor duración delos moldes)

3.5.1. Conformado de piezas
de magnesio

Las pieras de magnesio puden obrenrs por fusión o
por forjado, anque cs un material dic de molar por.
¿que en estado fundido arde en cl ar, Es inalterabe eno
aire seco, sin embargo en ambiente húmedos se produce
tna oxidación super.

"E proceso de fabricación de piezas de magnesio oo

"E magnesio condo se combina al gual que esa

io con pates que mejora de foma importante sus pro
piedades paral fis, Después de ello lación fondida
de magnesio s inyecta alts pesones y velocidades en una
mai de modo. La pira fundida as obrera e cala en
la man y es expulsada a hrs ls dos mid de dicha
mari. Durant esta operación, la mati nose destruye pu
diendo se liza para ls siguientes piezas de fundición

ni de scada
Fiona 390, ce de vii de lea de mug

[EL magnesio sucio wiliarse con distinas aleaciones
par fabricar pias (por fusió o por forjado sepa los fe
bricantes) como: paneles exteriores interiores de la cano»
ceria, el wavesano de sujeción del panel de instrument,
Estructura de ajenos, amas, te

Tas alcacions ultealigrasprescntan una extraordinaria
afinidad con el oxígeno, toque representa una serie de ven
tajas para la realización delo procesos de soldadura, Para
la telización de estos process deben uilizarseelecuados
huecos con aporte de as protector, para que el mazoesio
o er en contacto con Ja atmósfera, Estas alacionss i:
en rlaivaments Paja fuera y pve resistencia à la er.
mofuencia”,fatipa y desgase

* Teme tsa sa depmocón de ua neal dependiendo del

Mais izes e la bain de amas 3

Figs 21, Ustad en ai de mag.

Las operaciones de reparación de este tipo de aleacones
han de reizars en aliens (alrededor de 300°C).

Tin cualquier caso, ha de tenor presente que las pie
as de magnesio no doben mecanizuse debido lalo ie
20 de incendio,

Materiales plásticos

a la actualidad, con eto material se construyen gran
cantidod de clomentos interiores y exteriores de la caro.
cera: tableros de instrumentos, consolas revestimientos
molduras paragolpes, altas, rtoviore, rejillas, lemeo-
{os serodinámicos, etc. Sin embargo, su uso para la cons.
trucción integral de I carrocería solo se reduce a aplica
ciones deporivas, protrips (sobre todo fra de carbono
y Kevlar), que Se montan sobre chasis multubularss y ve
Ieuos e baja motorización “euros”

Figura 332 Yb con cocer y has des co re
os

107

3 tas alias en abrcacó e canoes

EL uso del plástico en vehículos de serie se ve condi
cionado por su capacidad de resistencia al impacto, ya
que la absorción de energía en caso de choque se ve pe
alizada por la elevada flexibilidad de estos materiales
En todo caso, úlimament se han conseguido notables
resultados cn pruchas de chaque realizadas con promt
pos fabricados con plásticos rotorzados con fibra de vi
dio y kevlar

aur las cualidades que hacen alos plásticos especial:
mente idoncos para su empleo cn la construcció de caro
crías pueden care

+ Excelent aptitud para «conformado (moldeado,
que facilita los diseños más stevidos.

+ Gran ligerera (notable reducción de poso).

+ Nula capacidad corrosiva

+ Ala inalteabilidad a los cambios de temperatura

+ Alo limite este (gran Mesiilida)

+ Gran resistencia a productos como la gasolina, grasa

+ Pertecta aptitud para el reciclaje y reaprovechamicn-
to dels piezas,

ia 39. Vic con parce eros de mata plc.

Nuevos materials plásticos

La constante preocupación delos fabricantes por are
ducción del peso, manteniendo unos niveles aceptables de
resistencia, han provocado una demanda de materials plás
ticos para izle en revestimientos de la cacería. con
tolerancias de montaje roltivamento acducidas en Panels
más grandes y complejos, que posean propiedades que ya
no pueden proporcionar ls plásticos convencionales, Ade
‘mds, tadicionaliente estas piezas han sido de base auto
colocada, yla tendencia e que se puedan pintar en la mis
ma ina de ensamblao.

Los requisitos principales puede resumirse en loss
guientes

108

+ Deben permit un aumento en las posibilidades de
diseño e integración de estas piezas. También deben.
Tenet un proceso fácil de fabricación y buenas carac»
teríicas on cuanto a su contribución sesisent y asu
rigide estructural.

Figura 394 Camera ad tamente con mati pls.

ayor estabilidad dimensional De no sr así espo-

ialmente los componentes horizontales, como los

apse los médulos para techo. difícilmente podrán
producir em sei. Para ll res fundamenta un
Feducide eocfciome de expansión térmica,

+ Capacidad de pintura “en linea” y "fuera de línea”
con sistemas de pitura acuosa ecológicos.

Para conseguir estos resultados sc han dosarolado va
rias tecuologías de materiales innovadora que ofrecen po:
Piedades con un alto rendimientoy un ahorro de peso con-
Siderabe. Ente estos materiales se encuentran:

» Plásticos auto-reforzados

Los plásticos auto seforzados son una familia de mate»
riales compuestos, donde la matriz polimériea se returza
on fas polimercas altamente orientados, normalmente
derivadas dl mismo polímero,

Los plásticos auto reforzados (SRP) han mejorado su
resistencia y npidez en comparación con los plásticos no
reforzados, además de mejorar su recclabilidad y reducir
su peso en comparación con ls plásticos reforzados con
ra de vidrio. También tenon una extraordinaria absorción
dela energía producida por impactos y a ausencia de fibras
thrasvas orees events ventajas de manipulación

Hast la fecha, esta tecnología ha sido aplicado és
camente al polipropileno, ya que tiene un buen balance de
propiedades y un cost relativamente bajo.

» Compuestos HMD (High Modulus and Duels
nódulos y utilidad clovados).

Los materials IMD se basan cn una tnología que
deja muy as los termoplásticos exstntes para panes
de carocría de automóviles, ya que con unas densidados
ligeramente superiores alas de polímeros anteriores, estos
reso materials presentan una riidez que dobla o rip
cala stdada. E módulo que se puede lograr es de 4.0002
5.000 MPa, que se complementa con una gran ductiidad,
Esto abre un gran potencial de iegración para disños de
carocoras en cuanto a forma y función, con venajas que
abarcan desde la integridad de ls materiales yla mayor fe
tilda de montaj, hasta un reciclaje económico

Mais usados en la briacón de amas 3

Asimismo, sta tecnología también cumple requisites
de procesamiento mediante moldeado por myeeción, ya
que la Muidez de estos materiales es claramente superior a
la dels polímeros cargados con minerales y páctcameo-
te no existe postcontracción.

» Compuestos MPPC (High Performance Thermo-
plastic Composites» compuestos termoplásticos de alto
Tendimiemo)

‘Son materiales de alto rendimiento que combinan un
núcleo de compuestos de fibra vidrio con una pelicula ter.
moplästic, Estos materiales se emplean en piezas de caro
cera horizontales de gran superick, como los caps y los
módulos de techo, as como sus estructura it

La tecnología HIPPC se basa en resinas patenadas y
puede oftcer excelentes atematva al ecto laminado,
Laluminio y el SMC. El objetivo ex posibiliar diseños
ligeros pero de gran rigidez basados eo la pranressteo-
a a ls impactos de estos polímeros. Tiene un bajo co-
Sfiiene de expansión térmica, que los std cate el al
mini y cl acero, y tambn presentan un alto módulo de
elasticidad.

À diferencia del SMC, las piezas ao pucden formar sin
post contracción ni deformación con una calidad de su-
Derice excclemte lo que clmina la mcesidad de un trata
iento posterior.

La gran righ y estailida dimensional de estos mate
rials ofrecen una considerable Tirad de diseño. Aunque
la utilización de la ingeniería termoplásica e ha init
do hasta la fecha a piezas de caroceria horizontales de su-
pericierelivamente pequeda, ef material HPPC está am-

caciô à piczas más grandes, por ejemplo,
so extinden a cade la alt. De gual forma
la estructura intema de Soporte de esos componentes ta
ic puede ser de HPF

109

3 tas alias en abrcacó e canoes

Cuestiones

32. Emumera las propiedades más características de los metales
33. ¿Qué son ls formas alorópicos del hiero pur? Indica cuáles son y sus característica más importantes.
34. ldenúfic cada uno delos consayentes del diagrama hiero-carbono,

Enumera los principals clomentos que se alcan con el acero, y las características más importantes que Le con-
Fron.

110 scene Paie

Mais izes en briacón de amas 3

(34. Explica tas diferencias más importantes entre los procesos de galvanizado y elctocicado,

Enumera los tipos de aceros más wilizados en el automóv
tables,

rosomiendo brevemente sus características más n0-

16 on y qué ventajas oftecen ls carrocerías “hibridas"?

lación à su empleo en la fabricación de carreras, compara ls principales ventas inconvenientes dl cm
leo delos siguientes materiales: acero, aluminio y mapnesi.

3.10. Explica en qué consiste el método de fabricación de carocerías denominado "Space frame",

Actividades propuestas

vee

3.1. Ubilizando varias probeas (1070 iguales) de acero dues, somStlas a distintos esfuerzos de deformación utilizando
los medios adccuados (prensa, cilindro hidráulico, aporte de calor cc.) y analiza ls resultados obtenidos,

32. Si se dispone de un vehículo con carocera brida intenta diferenciarlos materials consuctivos de la

33. Utilizando ls vehículos de w Centro Educativo, inena localiza puntos de aprsión química externa, diferenciando
las zona oxidadas delas que presen corrosión. Procura, asimismo, analizar ls causas que lohan provocado.

34. Utilizando una muestra de chapa y un

inamómetro adecuado, inten

analizar e concepto de Nine csi,

35. Prepara adecuadamente una máquina clecroafiladora inviiendo la dirección de pino (su conexión es tities, Das
tard con cambiar una fax). A continuación, acrcar à la mucla una proheta de sccro para war de clasfcala me
“lan a observación de as chispas desprendidas. Para realizar st pruchaserd necesario disponer de las condicio.
es de iluminaciôn adecuadas

36. Intenta mar una pieza de fundición, y a coninuación una pieza de aro. Analiza os resultados obtenidos

tone Pita 111
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