lunes, 23 de junio de 2008

METALES FERROSOS Y NO FERROSOS


METALES FERROSOS Y NO FERROSOS




METALES FERROSOS:

Derivados del hierro. Se subdividen en:


* FUNDICIONES: Aleación Hierro-Carbono. El contenido de carbono es mayor al 2 %.


Clases de fundiciones:


* Fundición Gris: Caracterizada por presentar grafito en forma laminar. Fácil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena fluidez para el colado, pero es quebradizo y de baja resistencia a la tracción. Se utiliza en aplicaciones como bases o pedestales para máquinas, herramientas, bastidores para maquinaria pesada, y bloques de cilindros para motores de vehículos, discos de frenos, herramientas agrícolas entre otras.

* Fundición Nodular: Caracterizada por presentar grafito en forma esferoidal. Es producto de la nodulizacion de la fundición gris. Tiene propiedades como: alta ductilidad, resistencia a la tracción, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. Se están sustituyendo muchos elementos de máquinas que tradicionalmente eran de fundición gris o acero por la misma.

* Fundición Blanca: Caracterizada por tener su grafito en la forma combinada de cementita. Se forma al enfriar rápidamente la fundición gris desde el estado líquido. Es dura, quebradiza y muy difícil de maquinar. Utilizada donde se necesita buena resistencia al desgaste tal como en las trituradoras y en los molinos de rodillos.

* Fundición Maleable: Producto del tratamiento térmico realizado a la fundición blanca. Tiene buena tenacidad. Se utilizan en la fabricación de partes de maquinaria agrícola, industrial y de transporte.

* Fundición Atruchada: Se caracteriza por tener una matriz de fundición blanca combinada parcialmente con fundición gris. El carbono se encuentra libre y combinado, siendo difícilmente maquinable.

* Fundición Aleada: Las fundiciones aleadas son aquellas que contienen Ni, Cr, Mo, Cu, etc., en porcentajes suficientes para mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones ordinarias o para comunicarles alguna otra propiedad especial. Sus propiedades y usos dependen exclusivamente del elemento aleante.

ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA FUNDICIONES


Se encuentran muchos elementos químicos que dan las características de ingeniería a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuación se presentan algunos de estos elementos.


Carbono: Arriba del 4% baja la calidad de la fundición, sin embargo es el elemento que da la dureza y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad.


Silicio: Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador de las fundiciones y es el elemento predominante en la determinación de las cantidades de carbono. El silicio arriba de 3.25% actúa como endurecedor.

Manganeso: Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar el azufre llevándolo a la escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza de la fundición.

Azufre: No sirve de nada en las fundiciones, debe ser eliminado y controlado.

Fósforo: Es un elemento que aumenta la fluidez del metal fundido y reduce la temperatura de fusión.

* ACEROS: Aleación Hierro-Carbono. El contenido de carbono es menor al 2%. La mayor parte de los aceros son una mezcla de: ferrita, perlita y cementita. Al elevarse la temperatura del acero, la perlita y la ferrita se transforman en austerita, y si se realiza un enfriamiento repentino, la austerita es convertida en martensita.

Clases de Aceros:
Clasificación según su composición:

* Aceros al carbono: Contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas o pasadores para el pelo.

* Aceros aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o cuchillos de corte.

* Aceros de baja aleación ultrarresistentes: Reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Los vagones de mercancías y edificios en la actualidad, son fabricados con aceros de baja aleación.

* Los aceros inoxidables: Contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación. Se emplean muchas veces con fines decorativos, o para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales, y para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos.

Clasificación según la estructura:

* Aceros ferriticos: Estructura ferritica a cualquier temperatura (o se convierte en estructura austenitica en el calentamiento). El grano no se regenera. Son magnéticos. Son difíciles de soldar y se usan en embutición profunda por su gran ductilidad.

* Aceros martensiticos: Gran dureza cuando se los enfría rápidamente una vez austenizados. Por temple adquieren grandes durezas. Resistentes a la corrosión y al desgaste. Fácilmente soldable. Son utilizados principalmente en cuchillería, utensilios domésticos, griferia, ornamentación, cubertería, etc.

* Aceros austeniticos: Estructura austenitica a cualquier temperatura. Baja conductividad calorífica. Muy dúctil y resistente a la corrosión. Se usa en construcción de equipos para la industria química y de la alimentación, Utensilios de cocina y aparatos domésticos.

Clasificación en función de su uso:

* Aceros de herramientas: Contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia al desgaste, tenacidad, dureza y durabilidad, en general el contenido de carbono debe ser superior a 0.30%, aunque algunas herramientas contienen un contenido de carbono mas bajo (0.1 a 0.30%). Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación.

* Aceros para la construcción: Son no aleados. Cuanto más carbono contienen son más duros y menos soldables, pero también más resistentes a los choques. Se utilizan en necesidades generales de la ingeniería de construcción, tanto industrial como civil y comunicaciones.


ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LOS ACEROS


Aluminio: Se emplea como elemento de aleación en los aceros de nitruración, y como desoxidante.

Boro: Logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado.

Cobalto: Muy endurecedor. Disminuye la templabilidad. Mejora la dureza en caliente. Se usa en los aceros rápidos para herramientas. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros.

Cromo: Es uno de los elementos especiales más empleados para la fabricación de aceros aleados, usándose indistintamente en los aceros de construcción, en los de herramientas, en los inoxidables y los de resistencia en caliente. Sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejora la templabilidad, impide las deformaciones en el temple, aumenta la resistencia al desgaste, la inoxidabilidad, etc. Forma carburos muy duros y comunica al acero mayor dureza, resistencia y tenacidad a cualquier temperatura.

Estaño: Es el elemento que se utiliza para recubrir láminas muy delgadas de acero que conforman la hojalata.
Manganeso: Aparece prácticamente en todos los aceros, debido, principalmente, a que se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno. El manganeso actúa también como desoxidante y evita, en parte, que en la solidificación del acero que se desprendan gases que den lugar a porosidades.

Molibdeno: Aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad.

Nitrógeno: Se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita.

Níquel: Una de las mayores ventajas del níquel, es evitar el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad.

Plomo: Favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.

Silicio: Aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono.

Titanio: Se usa para estabilizar y desoxidar el acero.

Tungsteno: Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas.

Vanadio: Posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas.

Zinc: Es elemento clave para producir chapa de acero galvanizado.

* Ferroaleaciones
Son productos siderúrgicos que, sin tener necesariamente un marcado carácter metálico, contiene además del hierro uno o varios elementos (metales o metaloides) que los caracterizan.
Ferromanganesos: Se utilizan en la obtención de aceros al manganeso.
Ferrocromos: Se emplean en la obtención de aceros al cromo
Ferrosilicios: Utilizados en la obtención de aceros al silicio.
Ferrotungstenos: Sirven para la obtención de aceros rápidos para herramientas y aceros para imanes.
Ferrovanadios y ferromolibdenos: Se emplean para la fabricación de aceros al vanadio y al molibdeno, respectivamente, etc.

METALES NO FERROSOS

* Aluminio: Es un metal muy ligero lo que lo hace muy útil en varias aplicaciones. Es dúctil y maleable, buen conductor de la electricidad y del calor.
Aleaciones de aluminio: Son llamadas aleaciones ligeras, en las cuales se distinguen; para moldeo, para forja y de alta fusión.

* Cobre: El cobre es muy maleable pudiendo laminarse en hojas hasta de 0.02 mm de espesor, también permite estirarlo en hilos finísimos. Sus principales aplicaciones son: fabricación de hilos, cables, láminas, en instalaciones eléctricas, en la construcción de recipientes y útiles diversos, además de en la fabricación de múltiples aleaciones.
Algunas de las aleaciones de cobre más conocidas son el bronce, que es la aleación de cobre con estaño y el latón que es una aleación de cobre y zinc.

* Zinc: A bajas temperaturas e incluso a temperatura ambiente el zinc común es bastante frágil., pero entre los 100 a 180 ° C es muy maleable, haciendo posible conformar piezas a prensa incluso de perfiles complicados. Es poco tenaz.
Algunas aleaciones son: con el cobre para formar latón o con pequeñas proporciones de aluminio (14 %), cobre (1 %) y aún menor cantidad de manganeso para obtener la aleación para fundir denominada ZAMAK. Además, es usado para recubrir y proteger contra el óxido la chapa de hierro (metalizado y galvanizado)

* Estaño: Es dúctil y brillante, de color blanco plata, es muy maleable. Se puede emplear puro en forma de papel para la envoltura y conservación de productos alimenticios, también se emplea en la industria eléctrica para hacer láminas de condensadores.
En aleaciones, principalmente con cobre (en bronces), con plomo para obtener aleaciones de soldadura blanda y con antimonio, cobre y plomo para formar materiales antifricción utilizados en cojinetes.

* Plomo: Metal pesado, dúctil, maleable, blando, muy fusible. Se utiliza en planchas, empleadas en cubiertas; en recipientes resistentes a ciertos reactivos ácidos; como elemento impermeable a la radiación; en placas de baterías y acumuladores, etc.
Como elemento de aleación participa en la fabricación de aceros al plomo, soldaduras blandas, metales antifricción además de bronces y latones especiales.

* Magnesio: Es maleable, poco tenaz y ligero como el aluminio. Poco resistente a la corrosión en atmósferas húmedas.
Suele utilizarse en la industria mecánica en forma de aleaciones existiendo aleaciones de magnesio para forja. Las aleaciones de magnesio son muy utilizadas en la industria aeronáutica.











1 comentario:

Unknown dijo...

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