lunes, 23 de junio de 2008

ENSAYOS DE TALLER

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales.

La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentra resumida en los tres grupos siguientes:
* Defectología: Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.
* Caracterización: Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.
* Metrología: Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

INSPECCION VISUAL

Dentro de los diferentes métodos de control mediante técnicas no destructivas nos encontramos con el más básico y no por ello menos importante, la Inspección Visual, el control mediante la inspección visual se pone en marcha como primer elemento de juicio para dar la aceptación de una pieza individualmente o de un sistema en su conjunto, previo a la puesta en funcionamiento del mismo o bien como primer control para posteriormente realizar los siguientes ensayos concluyentes que darán el visto bueno para su operabilidad.

Instrumentos requeridos en Inspección Visual:
Equipos de iluminación: Linterna halógena, lámparas portátiles, etc.Equipos de visión: Espejos articulados, lentes de aumento.Equipos de medida: Reglas, calibres, etc.

PRUEBAS DE ULTRASONIDOS

La prueba de ultrasonidos es un método de ensayo no destructivo de tipo mecánico basado en ondas de ultrasonidos para detectar fallos internos en materiales, o para medir el grosor de paredes y detectar la corrosión.
Al efectuar la prueba de ultrasonidos se envía hacia el material una onda ultrasónica para detectar defectos internos en materiales. Al capturar y analizar el sonido de retorno, se obtiene información muy útil acerca de la localización y orientación de la imperfección, respecto al grosor del material. Posteriormente, el criterio de aceptación determinará si la indicación es inaceptable (un defecto) o no.
Los equipos de ultrasonido que se utilizan actualmente permiten detectar discontinuidades superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del tipo de palpador utilizado y de las frecuencias que se seleccionen dentro de un rango que va desde 0.25 hasta 25 MHz. Las ondas ultrasónicas son generadas por un cristal o un cerámico piezoeléctrico denominado transductor y que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Al ser excitado eléctricamente el transductor vibra a altas frecuencias generando ultrasonido. Las vibraciones generadas son recibidas por el material que se va a inspeccionar, y durante el trayecto la intensidad de la energía sónica se atenúa proporcionalmente a la distancia del recorrido. Al alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se recibe el eco por otro (o el mismo) transductor. Su señal es filtrada e incrementada para ser enviada a un osciloscopio de rayos catódicos.

INSPECCIÓN DE SUSTANCIAS PENETRANTES

La inspección de tintes penetrantes es un método de ensayo no destructivo utilizado para detectar defectos de roturas en superficies, tales como grietas, incapaces de apreciar a simple vista. Un fluido, coloreado o fluorescente, que es la sustancia penetrante, es aplicado sobre la superficie material, y penetra en los defectos debido al fenómeno de capilaridad. Pasado un tiempo, la sustancia penetrante es limpiada y con un revelador aplicado a la superficie ahora limpia, se hacen visibles los defectos donde el fluido ha penetrado. Estos puntos son llamados indicaciones. Una vez terminado este proceso, los criterios de aceptación definirán si la indicación es aceptable (un defecto) o no.
Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos cuando la inspección por partículas magnéticas es difícil de aplicar. La inspección de Sustancias Penetrantes se usa generalmente en capas de revestimiento, soldaduras y zonas afectadas por el calor.
Las aplicaciones de esta técnica son amplias, y van desde la inspección de piezas críticas como son los componentes aeronáuticos hasta los cerámicos como las vajillas de uso doméstico. Se pueden inspeccionar materiales metálicos, cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, entre otros. Una de las desventajas que presenta este método es que sólo es aplicable a defectos superficiales y a materiales no porosos.

INSPECCION RADIOGRAFICA

La inspección radiográfica es un método no destructivo de inspección que emplea rayos X e Y para detectar imperfecciones internas, para medir el grosor de las paredes y detectar la corrosión.
Una radiografía es una imagen registrada en una placa o película fotográfica. La imagen se obtiene al exponer dicha placa o película a una fuente de radiación de alta energía, comúnmente rayos X o radiación gamma procedente de isótopos radiactivos (Iridio 192, Cobalto 60, Cesio 137, etc.). Al interponer un objeto entre la fuente de radiación y la placa o película las partes más densas aparecen con un tono más o menos gris en función inversa a la densidad del objeto. Por ejemplo: si la radiación incide directamente sobre la placa o película, se registra un tono negro. Los criterios de aceptación determinarán, posteriormente, si la indicación es inaceptable (un defecto) o no.

PRUEBA DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Las pruebas de partículas magnéticas suponen un método no destructivo de detección de las imperfecciones en la superficie o justo bajo la superficie de metales ferrosos. Es una técnica rápida y fiable de detección y localización de grietas superficiales.
Las pruebas de partículas magnéticas pueden ser utilizadas con todos los metales ferrosos, tales como aceros carbónicos, bajas aleaciones y hierro fundido, y principalmente en soldaduras y zonas afectadas por el calor, también en el cobalto y el níquel. Debido a su baja permeabilidad magnética, no se aplica ni en los materiales paramagnéticos (como el aluminio, el titanio o el platino) ni en los diamagnéticos (como el cobre, la plata, el estaño o el zinc).
El principio de este método consiste en que cuando se induce un campo magnético en un material ferromagnético, se forman distorsiones en este campo si el material presenta una zona en la que existen discontinuidades perpendiculares a las líneas del campo magnético, por lo que éstas se deforman o se producen polos. Estas distorsiones o polos atraen a las partículas magnéticas que son aplicadas en forma de polvo o suspensión en la superficie a examinar y por acumulación producen las indicaciones que se observan visualmente de forma directa o empleando luz ultravioleta. Sin embargo los defectos que son paralelos a las líneas del campo magnético no se aprecian, puesto que apenas distorsionan las líneas del campo magnético.
El campo magnético se puede generar mediante un imán permanente, un electroimán, una bobina o la circulación de intensidad eléctrica sobre la pieza. Las partículas magnéticas deben ser de pequeño tamaño para que tengan buena resolución, es decir, para que detecten defectos pequeños o profundos. Esto se debe a que cuanto mayor sea el tamaño de la partícula, mayor será el campo necesario para girarla. Sin embargo, no deben ser demasiado pequeñas para que no se acumulen en las irregularidades de la superficie, lo que ocasionaría lecturas erróneas. Por ello, lo habitual es combinar en un mismo ensayo partículas pequeñas (de entre 1 μm y 60 μm) y grandes (desde 60 μm hasta 150 μm).
Como ya se ha dicho, las partículas magnéticas se pueden aplicar en forma de polvo o en suspensión en un líquido. En este último caso, el líquido empleado es aceite, queroseno o agua.

ENSAYO DE CHISPA

Consiste en presionar contra una muela de esmeril un trozo de acero observando el haz de chispas que se obtiene, así como el color y la forma de las mismas. Se obtiene información sobre la composición química.
Se efectúa con una barra del material a testear (redondo de un cuarto pulgada o más, o planchuela de 3/16 de espesor o mayor), y un disco esmeril mediano.Los aceros al carbono darán chispas blancas, luminosas y que tardan en extinguirse; cuanto más dulce es el acero, mayor y más luminoso será el chorro de chispas.A medida que aumenta el contenido de carbono, disminuye la cantidad de chispas y el penacho se hace más corto.Los aceros de aleación dan chispas menos brillantes, a veces rojizas, con penacho muy corto.

ENSAYO DE COLABILIDAD

La colabilidad es la propiedad del material que le permite ser utilizado para la fabricación de piezas por las distintas técnicas de fundición y moldeo.
Evidentemente, no todos los metales y sus aleaciones tienen la misma viabilidad para su uso en la obtención de piezas fundidas, puesto que unos llenan completamente los moldes con mayor facilidad que otros.
A esa facilidad de llenar los moldes estando el metal en estado líquido se le llama colabilidad. Esta propiedad depende de una serie de condiciones, entre ellas: la diferencia entre temperatura de colada y la solidificación del metal, por tanto, es más elevada la colabilidad cuanto mayor es el diferencial de temperaturas.
Sin embargo la temperatura de colada viene limitada: por la capacidad de calentamiento de los hornos y por las variaciones que pueda sufrir el metal fundido cuando la temperatura a que se eleva pueda ser excesiva.
La colabilidad es muy variable de unos metales a otros, y para su medición se han establecido varios métodos, pero el mas utilizado consiste en colar las muestras del metal o aleación cuya colabilidad se desee determinar, en un molde en forma de espiral de sección triangular. L a colabilidad se determina por la longitud de la espiral que el metal llega a llenar.

ENSAYOS FISICOS Y MECANICOS

TIPOS DE ENSAYOS FISICOS Y MECANICOS

ENSAYOS FISICOS
Están clasificados en:

TERMICOS: Consisten en medir alguna propiedad (absorción o desprendimiento de calor, dilatación, conductividad eléctrica, imanación, volumen específico, etc.) del metal en función de la temperatura o el tiempo. En los métodos térmicos diferenciales se mide la diferencia de la propiedad del metal problema respecto a un testigo. Permiten determinar los puntos críticos ya que al cambiar la estructura se producirán cambios bruscos en la propiedad medida.

MAGNETICOS: Consisten en medir variaciones de alguna propiedad magnética debida a perturbaciones estructurales.

ELECTRICOS: Consisten en medir variaciones de alguna propiedad eléctrica debida a perturbaciones estructurales.

ENSAYOS MECANICOS
Están clasificados en:

ENSAYO DE TRACCION
Mediante una máquina de ensayos se deforma una muestra o probeta del material a estudiar, aplicando la fuerza uniaxialmente en el sentido del eje de la muestra. A medida que se va deformando la muestra, se va registrando la fuerza (carga), llegando generalmente hasta la fractura de la pieza. Así pues, el resultado inmediato es una curva de carga frente a alargamiento, que transformados en tensión y deformación, en función de la geometría de la probeta ensayada, aportan una información más general.
El ensayo de tracción tiene por objetivo definir la resistencia elástica, resistencia última y plasticidad del material cuando se le somete a fuerzas uniaxiales.

Se requiere una máquina, prensa hidráulica por lo general, capaz de:
* Alcanzar la fuerza suficiente para producir la fractura de la probeta.
* Controlar la velocidad de aumento de fuerzas.
* Registrar las fuerzas, que se aplican y los alargamientos, que se observan en la probeta.

Técnica Operatoria: La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas están conectadas a un ordenador que registra el desplazamiento y la carga leída. Si representamos la carga frente al desplazamiento obtendremos una curva.
La probeta a ensayar se sujeta por sus extremos al cabezal móvil de la máquina de ensayos y a la célula de carga, respectivamente. Las mordazas se sujeción deben mantener firme a la muestra durante el ensayo, mientras se aplica la carga, impidiendo el deslizamiento. A su vez, no deben influir en el ensayo introduciendo tensiones que causen la rotura en los puntos de sujeción. Para que el ensayo se considere válido la rotura debe ocurrir dentro de la longitud calibrada, en la parte central de la probeta.
A partir de las dimensiones iniciales de la probeta, se transforman la fuerza en tensión y el alargamiento en deformación, que nos permite caracterizar las propiedades mecánicas que se derivan de este ensayo.
De tal forma que la curva típica sería tensión vs. Deformación.

La interpretación de la curva nos da como resultado la distinción de:
Zona elástica: La región a bajas deformaciones.
Zona plástica: Se pasa de deformación elástica a plástica, es el Límite de Elasticidad, σ del material.

Dimensiones de la probeta:
Pueden ser:
* Cuadrada o Rectangular: Con un área de 314 mm2.
* Redonda: Con un diámetro de 20 mm.
* La longitud útil es de 100 a 200 mm

ENSAYO DE FLEXION
El esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos. Generalmente la carga es aplicada como vigas simplemente apoyadas, concentrada en un punto medio (flexión práctica u ordinaria).
En estas condiciones además de producirse el momento de flexión requerido, se superpone al un esfuerzo cortante, cuya influencia en el calculo de la resistencia del material varia con la distancia entre apoyos, debido a que mientras los momentos flectores aumentan o disminuyen con esta, los esfuerzos cortantes se mantienen constantes.
El ensayo de flexión en metales se realiza en aquellos frágiles y muy especialmente en las fundiciones en las que, si bien no resulta el que define mejor sus propiedades mecánicas, se justifica teniendo en cuenta que las mismas se encuentran sometidas, en muchos de sus usos.

Dimensiones de la probeta: (según norma DIN 50110)
Di = 13 mm
L = 300 mm
Luz entre apoyos = 260 mm
Diámetro de los rodillos de carga y apoyo = 25,4 mm (1”)

ENSAYO DE COMPRESION
El ensayo de compresión es una presión que tiende a causar en algunos casos una reducción de volumen, siempre manteniendo una masa constante. Es la fuerza que actúa sobre un material, suponiendo que esté compuesto de planos paralelos, lo que hace la fuerza es intentar aproximar estos planos, manteniendo su paralelismo. Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tracción, con respecto al sentido de la fuerza aplicada.

Técnica operatoria:
Debe tenerse mucho cuidado para lograr el centrado y alineación de la probeta y la de los bloques de apoyo en la máquina de ensayos. Se debe hacer coincidir los ejes de la probeta y de los bloques de apoyo con un eje que pase por los centros del puente y de la placa de base de las máquinas dentro de 0.01 pl. Mientras se está bajando el puente de la máquina para establecer contacto con el bloque de apoyo esférico, es deseable hacer girar lentamente a mano la parte superior del bloque en un plano horizontal para facilitar el asentamiento del bloque.
Al ensayar los metales, los extremos de la probeta y las caras de los bloques de apoyo deben limpiarse con acetona o cualquier otro solvente adecuado inmediatamente antes del ensaye para quitar la grasa y el aceite que pudieran influir en la restricción friccional de las superficies extremales.

Dimensiones de la probeta:
Para el esfuerzo uniforme para la probeta de compresión, una sección circular es preferible a otras formas. Sin embargo, la sección cuadrada o rectangular también suele utilizarse.
Las probetas cortas son para usarse con metales antifricción, las de longitud mediana para uso general y las largas para ensayos que determine él modulo de elasticidad. Las probetas para ensayos de compresión de láminas metálica deben cargarse en una plantía que provee apoyo lateral con el pandeo sin interferir con las deformaciones axiales de la probeta.
Las precisiones recomendadas para mediciones transversales seccionales en metales, son hasta el 0.001 pl.


ENSAYO DE CORTE
Comportamiento de los materiales bajo el esfuerzo cortante.
Un esfuerzo de corte es aquel que actúa paralelamente a un plano, para distinguirlo de los esfuerzos tensivos y compresivos que actúan normalmente a un plano. Las cargas que producen las condiciones de corte de interés principal en el ensaye de materiales son las siguientes:

* Las resultantes de fuerzas paralelas, pero opuestas, actúan a través de los centroides de secciones espaciadas a distancias “infinitesimales” entre sí. Es concebible en tales casos que los esfuerzos de corte sobre las secciones sean uniformes y exista un estado de corte directo puro.
* Las fuerzas opuestas aplicadas son paralelas, actúan normalmente a un eje longitudinal del cuerpo, pero están espaciadas a distancias finitas entre sí. Entonces, además de los esfuerzos cortantes producidos, se establecen esfuerzos flexionantes. En el caso de una viga rectangular sometida a cargas transversales, los esfuerzos cortantes sobre cualquier sección transversal varían en intensidad desde cero en las superficies superiores e inferiores de la viga hasta un máximo en el eje neutro.
* Las fuerzas aplicadas son paralelas u opuestas, pero no yacen en un plano que contenga el eje longitudinal del cuerpo; aquí se establece un par que produce una torsión alrededor de un eje longitudinal. Esta acción torcente de una sección de un cuerpo con respecto a una sección contigua es denominada torsión.

Técnica operatoria:
Para el ensayo de corte directo de metales, usualmente se corta una barra en algún dispositivo que apriete una porción de la probeta mientras que la restante es sometida a carga por medio de dados adecuados. En la herramienta cortante de tipo Johnson, se usa una barra de sección rectangular aproximadamente d 1 por 2 pl. o una varilla cilíndrica de aproximadamente 1 pl. de diámetro. Los dados y la herramienta de carga se hacen de acero templado para herramientas afiladas. Para placas metálicas se usa un dispositivo de punzón redondo ocasionalmente. En algunos ensayos de acero se usa una probeta ranurada. Los ensayos de corte directo ordinariamente se hacen en máquinas de ensaye de compresión o tensión.

Dimensiones de la probeta:
Diámetro = 15mm.

ENSAYO DE TORSION
Los efectos de la aplicación de una carga de torsión a una barra son: producir un desplazamiento angular de la sección de un extremo respecto al otro y originar tensiones cortantes en cualquier sección de la barra perpendicular a su eje.
La torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.

El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:
* Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se representan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.
* Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.
El alabeo de la sección complica el cálculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada a torsión alabeada y una parte asociada a la llamada torsión de Saint-Venant. En función de la forma de la sección y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones más simples que el caso general.

ENSAYO DE RESILIENCIA
Resiliencia es una magnitud que cuantifica la cantidad de energía, que absorbe un material al romperse bajo la acción de un impacto, por unidad de superficie de rotura.
La cuantificación de la resiliencia de un material se determina mediante ensayo por el método Izod o el péndulo de Charpy, resultando un valor indicativo de la fragilidad o la resistencia a los choques del material ensayado. Un elevado grado de resiliencia es característico de los aceros austeníticos. En aceros al carbono, los aceros suaves (con menor contenido porcentual de carbono), tienen una mayor resiliencia que los aceros duros.
En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en julios por metro cuadrado (J/m²). Otra unidad muy empleada en ingeniería para la resiliencia es el kilogramo-fuerza metro por centímetro cuadrado (kgf·m/cm²), o kilopondio metro por centímetro cuadrado (kp·m/cm²).

Técnica operatoria:
El péndulo de Charpy es un dispositivo utilizado en ensayo para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

ENSAYO DE FATIGA
La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Un ejemplo de ello se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe con facilidad. La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes (puentes, aviones, etc.). Puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática. Es muy importante ya que es la primera causa de rotura de los materiales metálicos (aproximadamente el 90%),
La fatiga se clasifica por el espectrómetro de carga – tiempo, pudiendo presentarse como:
Ensayo de amplitud constante: Evalúan el comportamiento a la fatiga mediante ciclos predominados de carga o de formación, genera senoidales o triangulares, de amplitud y frecuencia constante.
Ensayo de amplitud variable: Cuando la amplitud del ciclo variable, se evalúa el efecto del daño acumulado debido a la variación de la amplitud del esfuerzo en el tiempo.

ENSAYO AL IMPACTO
Método para determinar el comportamiento del material sometido a una carga de choque, tracción o torsión. La cantidad que suele medirse es la energía absorbida al romperse la probeta en un solo golpe, como en el ensayo de impacto de Charpy.
Los ensayos de impacto también se realizan sometiendo las probetas a varios golpes de intensidad crecientes, como en el ensayo de impacto con caída de bola y en el ensayo de impacto con golpe repetido.

ENSAYO DE FLUENCIA
Método para determinar el comportamiento de la relación la fluencia o esfuerzo. Para determinar el comportamiento de la relajación de la fluencia o esfuerzo, el material se somete a una tensión constante prolongada a una carga de compresión a temperatura constante.
La deformación se registra en intervalos de tiempo especificados y se traza un diagrama de fluencia y tiempo.

PRUEBA DE DUREZA
La dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.
El interés de la determinación de la dureza en los aceros estriba en la correlación existente entre la dureza y la resistencia mecánica, siendo un método de ensayo más económico y rápido que el ensayo de tracción, por lo que su uso está muy extendido.
Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de W. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6mm de espesor. Estima resistencia a tracción.

* Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los otros.
* Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Es mejor que el ensayo Brinell, para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2mm de espesor.

ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

MICROSCOPIO METALOGRAFICO

La metalografía es el estudio de la estructura cristalina de los metales y las aleaciones, y de las relaciones entre estas estructuras y las propiedades físicas de los metales.
El examen microscópico de probetas permite la determinación del tamaño, la estructura y la orientación de los cristales del metal; así se puede identificar si se trata de un metal o una aleación, descubrir posibles impurezas y comprobar la eficacia de los tratamientos térmicos para su endurecimiento o templado.

Técnica Operatoria:
Se debe tomar una muestra representativa, la cual debe tener por norma 20 mm de diámetro y 10 mm de espesor, pulirla hasta que se encuentre totalmente plana y brillante y observar en el microscopio, calibrando los aumentos a los cuales se desea ver la probeta.

Análisis de Resultados:
Al observar la muestra se pretende definir cuantitativamente valores diferentes tales como:
* El número de partículas o poros por unidad de volumen (las partículas se usan aquí en el sentido de partículas sueltas o unidades separadas de un constituyente en la matriz; granos y tamaños de grano se refieren a los cristales de la matriz y su tamaño).
* El tamaño de las figuras presentes en la probeta.
* El tamaño del grano del material.
* La fracción de volumen de las fases presentes en una probeta.

ESPECTROSCOPIA ATÓMICA DE EMISIÓN

Los métodos atómicos de emisión se basan en la medida de la radiación
emitida por los átomos de una muestra, previamente excitados.
La energía utilizada en el proceso de excitación puede proceder de
diferentes fuentes.

Fundamento:
Las líneas del espectro de emisión de un determinado elemento corresponden a transiciones electrónicas entre los distintos niveles energéticos de sus átomos.
La sensibilidad de la espectrometría de emisión es inversamente proporcional a la complejidad del espectro.
El espectro de emisión es característico de los átomos presentes en la muestra y esta constituido por un conjunto de líneas finas.

ESPECTROMETRÍA DE EMISIÓN CON FUENTE DE EXCITACION ELÉCTRICA (CHISPA ELECTRICA)

Es una técnica analítica que hace uso de la radiación electromagnética emitida por una muestra material (sólido, líquido o gas) previamente excitada mediante energía eléctrica.
Requiere una gran cantidad de energía para excitar la mayoría de las muestras, por lo que se produce la disociación de cualquier compuesto químico en sus elementos. Las líneas del espectro de emisión de un determinado elemento corresponden a transiciones electrónicas entre los distintos niveles energéticos de sus átomos. Con las temperaturas que se alcanzan, el método resulta adecuado para casi todos los elementos, metálicos y no metálicos.

Los componentes básicos de un espectrómetro de emisión son:
Fuente de excitación
Monocromador
Sistema de detección.

Técnica Operatoria:
Se debe establecer un patrón interno, el cual debe reunir los siguientes parámetros:
Propiedades físicas y químicas similares a las del elemento a analizar.
Energía de excitación del mismo orden que la del elemento a determinar.
Las energías de ionización de ambos elementos deben ser similares.
Las líneas del patrón y del analito deben estar en la misma región espectral, y presentar una intensidad parecida.

Entre las aplicaciones está el análisis de muchos materiales inorgánicos sólidos o pulvurulentos, como rocas, cemento, escorias o productos químicos. Únicamente necesitan ser secados, triturados y tamizados.

FOTOMETRÍA DE LLAMA

Es una técnica de emisión que utiliza la llama como fuente de excitación. Puede utilizarse con fines analíticos cualitativos y cuantitativos, si bien, las aplicaciones cualitativas son limitadas debido a que la energía de la llama permite excitar un número de elementos relativamente pequeño.


Instrumentación: Los instrumentos para llevar a cabo medidas de emisión de llama son similares a los de absorción atómica, excepto que en aquéllos no es necesaria la lámpara de cátodo hueco
En la fotometría de llama se pueden utilizar quemadores de premezcla, si bien, en muchas ocasiones se usan quemadores de consumo total.

Interpretación de resultados:
Se trata de conocer si una sustancia está presente en la muestra y en qué cantidad. Medimos landa de la REM emitida de la U la I de la radiación emitida. La I será % al número de átomos excitados.

COLORIMETRO

Es cualquier herramienta que identifica el color matiz para una medida más objetiva de color. Permite la absorbencia de una solución en una específica frecuencia de la luz a ser determinada. Por eso, es posible descubrir la concentración de un soluto conocido que sea proporcional a la absorbencia.

Técnica operatoria:
Opera según el procedimiento espectral, que está considerado como el método de medición más preciso con una gran diferencia con respecto a otros métodos. Una fuente de luz indefinida ilumina la prueba y la luz reflejada por la superficie la cual se mide de un modo espectral.
Puesto que los colores superficiales dependen de la fuente de iluminación, el espectro reflejado debe ser ponderado con una fuente de luz estandarizada. El espectro resultante es valorado con los tres espectros basados en la percepción en la percepción al rojo, verde, azul del sistema y así se obtienen tres valores cromáticos x, y, z.
Del mismo modo que el caso de las fuentes de luz, las tres funciones de percepción cromática están estandarizadas para un ángulo de observación

Análisis de resultados:
Es importante convertir los valores de colores básicos (valores de espectro normales) x, y, z en otros valores de colores para ellos podrá servirse de los múltiples sistemas de color como y, x, y l* a* b* o l* u* v* la diferencia de color, ósea la diferencia entre dos colores, se calcula de la suma de diferencias de los tres valores cromáticos para un área cromática determinada.


EQUIPO DE ANALISIS POR ELECTROLISIS

Es una manera de producir cambios químicos a través de reacciones de electrodos en contacto con el electrolito por el paso de una corriente eléctrica, las celdas de electrolisis generalmente constan de electrodos conectados a una fuente externa de electricidad (un suministro de de fuerza o bacteria) y sumergido en un liquido que puede conducir electricidad a través del movimiento de iones.

Técnica Operatoria:
Para que tenga lugar la electrolisis de un compuesto es preciso que este sea un acido o una sal disociable en iones, que se hallen en estado liquido o en disolución. Dicho compuesto llamado electrolisis, se coloca en un recipiente (cuba electrolítica) en el que existen dos electrodos en los que se establecen una diferencia potencial bajo el flujo de la cual, los iones positivos (cationes) son atraídos hacia el cátodo (negativo) donde adquieren el o los electrones que precisan para convertirse en átomos del elemento mientras que los iones negativos (aniones ) se dirigen hacia el ánodo (positivo) donde ceden sus electrones sobrantes para alcanzar la estructura atómica estable.

Análisis de resultados:
Flujo de corriente medido en amperios (donde 1 amperio es igual a un columbio de carga por segundo) representa la velocidad de flujo de carga eléctrica a través de la celda de electrolisis. La cantidad de una sustancia producida o agotada en la reacción en un electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad (columbios) pasando durante electrolisis (F una corriente constante de 1 Amperio pasando para 1h equivalente a 3600 columbios) producirá 0.018656 mol o 13228g de cloro. La cantidad de electricidad es la integral de la corriente sobre la duración de la electrolisis y puede estar determinada con un columbímetro.

DEFECTOLOGIA

DEFECTOLOGIA

Defecto: Discontinuidad que al ser identificada y evaluada, y al observar el efecto que tiene la misma sobre la pieza; se encuentra como inaceptable, bajo unas ciertas especificaciones.

* REBABAS

Metal saliente de espesor irregular, muchas veces con bordes parecidos al encaje, perpendicular a una de las superficies de fundición. Esto ocurre a lo largo del empalme o línea de partición del molde, en huella del corazón o macho, o dondequiera que dos elementos del molde se intercepten.

Causa:
Tolerancia entre dos elementos del molde o entre molde y corazón; también empalme de molde mal encajado.

Soluciones:
* Cuidar la preparación de modelo, molde y corazón.
* Control de dimensiones de ellos.
* Cuidar la instalación del corazón y ensamble de molde.
* Sellado de empalmes donde sean posibles.

* EXUDACIONES

Inclusiones metálicas, generalmente esféricas y de superficie suavizada y a veces brillante. Ellas se hallan en el interior de sopladuras u otras cavidades internas. Tales inclusiones usualmente tienen una composición química diferente desde el metal de base y se acercan a la composición eutéctica. Suelen presentarse en las fundiciones.

Posible causa:
El líquido eutético se presenta en límites intergranulares, cerca del final de solidificación puede ser estrujado hacia espacio libre, también hacia superficie externa donde causa exudación externa, o hacia sopladuras u otras cavidades internas donde puede ocurrirse exudación interna. En el caso de las fundiciones, se produce por la liberación de gas disuelto, o aún por la contracción de la porción de la fundición que ya ha sido solidificada.

Solución:
El mejor remedio sería eliminar defectos primarios, tales como sopladuras u otras cavidades internas, sin las cuales la exudación interna no se podría presentar.

* POROS

Cavidades pequeñas, a veces del tamaño de la cabeza de un perno, localizadas en más o menos colonias extendidas atravesando la superficie de la pieza, y teniendo una o dos formas:

* Generalmente cavidades esféricas que son removidas por el maquinado.
* Cavidades prolongadas que podrían ser vistas en una sección transversal fracturada, localizada cerca de la superficie de la pieza.

Posibles Causas:

Metalúrgica
* Contenido de oxígeno o hidrógeno excesivo en el baño metálico (debido a la carga o el proceso de fusión);
* Alto contenido de elementos teniendo una fuerte afinidad por el oxígeno; por ejemplo, titanio y aluminio ocasionalmente presentes en inoculantes;
* Temperatura excesiva;

Desde Molde y Material de corazón:
* Demasiada humedad en molde y/o corazones;
* En el caso de aglomerante orgánico, demasiado contenido de urea.

Soluciones:

Moldeo:
Reducir el contenido de la humedad del molde y de la mezcla de la arena de corazón;
Emplear aglomerantes para molde y corazón con contenidos de urea tan bajo como sea posible.

Metalurgia:
Acero fundido
* Mantener el contenido de hidrógeno del baño tan bajo como sea posible.
* Desoxidar el baño con cuidado, con manganeso y silicio, y durante el colado, con aluminio.
* Colar rápidamente pero sin turbulencia.

Hierro fundido
* Mejorar la calidad del hierro por atención cuidadosa para su composición y fusión (evitar cargas sucias y mohosas, incrementar silicio y disminuir contenido de manganeso).
* Evitar introducción de elementos con alta afinidad por el oxígeno, especialmente titanio y aluminio que pueden estar presentes en el ferrosilicio y en materiales inoculantes.
* Bajar la temperatura de colada.
* Usar colada presurizada con corredor tan corto como sea posible.


* RECHUPES

Depresiones en la superficie de la pieza en las partes metálicas pesadas (intersecciones, etc.).
La superficie de las depresiones generalmente no es diferente de otras áreas.
Este defecto muchas veces aparece en las secciones gruesas de la pieza y a veces en el fondo de la cavidad por contracción interna o área porosa.

Posible causas:
Contracción por solidificación (colapso de superficie) en las ubicaciones tales como secciones pesadas que son lentos a congelarse.

En la fundición de molde duradero puede ocurrir como un resultado de baja temperatura de metal y/o molde junto con presión de metal insuficiente.

Soluciones:
* Modificar el diseño; evitar cambios bruscos en la sección.
* Afilar secciones adyacentes para obtener solidificación direccional.
* Agregar mazarota, canales de colada suplementarios o templares para asegurar secuencia apropiada de congelamiento y alimentación.

* FISURAS

Ranuras que parecen marcas de pliegues sobre la superficie de la pieza, extendiéndose en una serie de líneas, pero no a gran profundidad. La superficie de la fundición puede ser suave y brillante, los dos bordes de estas ranuras están en el mismo nivel.
El defecto se encuentra en la superficie horizontal o convexa de las fundiciones delgadas.

Posibles causas:
* Por causa de congelamiento de metal superficial que es muy viscoso o muy frió, las marcas de pliegue formadas por piel de óxido no están niveladas por la presión del líquido de metal.
* Expansión de arena.

Soluciones:
* Usar materiales de carga que son bajos en oxigeno y azufre.
* Aumentar temperatura de colada; también reducir el tiempo de colada.
* Evitar colada al molde permanente que esté demasiado frío.


* PIEZAS ALABEADAS

Con respecto a su figura original, la fundición muestra distorción que desarrolla después de un período de almacenaje, o después de tratamiento térmico o maquinado.

Posible causas:
Después de almacenaje o maquinado prolongado, la distorsión ocurre debido a la liberación parcial o completa de tensión residual.
Después de localizado o tratamiento térmico, la distorsión puede ocurrir por la liberación de tensión residual o por alguno de los siguientes factores:
* Sobrecalentamiento o alta inclinación térmica.
* Soporte inapropiado de la fundición en el horno.
* Ablandamiento de la aleación en la temperatura de tratamiento térmico.
* Diseño de fundición que hace difícil amontonado y soporte.
* Rigidez excesiva al templar.
* Cambio estructural de aleación (envejecimiento) en temperatura ambiental.

Soluciones:
Con respecto a tensión residual, la manera más efectiva para reducir o eliminar estos defectos, es tener un diseño apropiado de los sistemas de canal de colada y mazarota que provee un enfriamiento lento y uniforme.


* PANDEO

Canales con bordes suaves en la superficie de fundición, normalmente en modelos ramificados, teniendo una profundidad en el orden de 2 mm (0.08 pulgadas).
El defecto ocurre en todas las superficies, pero usualmente en la tapa de molde horizontal y las caras de semi-caja inferior.

Causas:
El defecto es el comienzo de una darta. La expansión de la sílice tiende a deformar la pared del molde interiormente y así se produce una fractura, pero sin penetración subsiguiente de metal a la cavidad baja en la cercanía.

Soluciones:

1. Incrementar resistencia del molde por:
* Adición de más aglomerante (arcilla, bentonita);
* Enfriar sistema de arena;
* Mejorar mezcla de arena;

2. Reducción de esfuerzo de presión:
* Relleno uniforme del molde;
* Evitar humedad de arena excesiva;
* Usar aditivos que por ablandamiento o combustión, se compensa la expansión de la sílice.
* Reemplazo total o parcial de la arena sílice por un refractario, arena de baja expansión como zircón.
* Venteo del molde; incrementar permeabilidad de arena.


* INCLUSIONES DE ESCORIAS

Pequeñas cavidades redondeadas en la superficie, generalmente de color entre verde y gris.

Posibles causas:
Una reacción entre el molde y metal, probablemente causa la formación de escoria de fusión a baja temperatura que se adhiere a la superficie del molde. Las inclusiones son desalojadas durante limpieza por soplado, dejando las cavidades redondeadas.

Soluciones:
* Reducir temperatura de colada.
* Enfriar en atmósfera de reducción.

* INCLUSIONES METALICAS

Inclusiones metálicas o intermetálicas de varios tamaños que son claramente diferentes en su estructura y color desde el material de base, y más especialmente diferentes en las propiedades. Estos defectos frecuentemente aparecen después del maquinado.

Posible causas:
* Combinaciones formadas como intermetálicas, entre fusión e impurezas metálicas.
* Materiales de carga o agregaciones de aleación (por ejemplo ferroaleación) que no se ha disuelto completamente en la fusión.
* Alambres o varas de corazón expuestos.
* Durante la solidificación, se forman compuestos intermetálicos insolubles los cuales se agregan concentrándose en el líquido residual.
* Componentes de la aleación que no están disueltos completamente, aleaciones principales o metal extraño accidentalmente introducido formando inclusiones durante la solidificación.

Soluciones:
* Asegurar que los materiales de carga estén limpios; eliminar materiales extraños.
* Usar piezas pequeñas de material para aleación y aleaciones principales preparando la carga.
* Estar seguro que el baño esté suficientemente caliente cuando se esten preparando los agregados.


* INCLUSIONES DE ARENA

Inclusiones de arena con forma irregular, normalmente compacto, en la vecindad de la superficie de la semi-caja superior de la pieza. A veces ellas son visibles sobre la pieza áspera, pero puede aparecer solo en maquinado. En general, existen otras ubicaciones sobre la pieza donde aparecen salientes metálicas masivas. Este defecto generalmente aparece acompañado de dartas.

Posibles causas:
* Mal removido del molde o el corazón.
* Falta de cuidado en moldeo.
* Erosión o choque.
* Formación de costra y removido de la arena debido a la expansión de la sílice.

Soluciones:

* Seleccionar un aglutinante que tenga alta resistencia al calor.
* Aumentar la fuerza de compresión de la arena seca.
* Apisonado de molde más fuerte y más uniforme.
* Controlar secado del molde y corazón.
* Estudiar el sistema de colada para prevenir entrada de líquido de metal excesivamente rápido y tropiezo extendido sobre el área del molde o corazón. Prevenir que la corriente del líquido de metal tropiece directamente contra esquinas de la arena o en la pared vertical en la cavidad del molde.


* SOPLADURAS

Cavidades con pared suave, esencialmente esférica, muchas veces no están contactando a la superficie externa de la pieza. Las más grandes cavidades muchas veces están aisladas. Las paredes interiores de sopladuras pueden ser brillantes, más o menos oxidadas o, en el caso de la fundición gris, puede estar cubierta con una capa delgada de grafito.
Posibles causas:

Son producidas por el gas encerrado en el metal durante el curso de solidificación.

Origen metalúrgico
* Contenido excesivo de gas en un baño de metal (materiales a cargar, método de fundición, atmósfera, etc.); gases disueltos son liberados durante solidificación.

Origen debido al moldeo
* Humedad excesiva en los moldes o corazones.
* Aglutinantes de corazón que liberan cantidad grande de gas.
* Cantidad excesiva de aditivos conteniendo hidrocarbono.
* Entrampamiento mecánico de gas (agujeros de origen externo)
* Insuficiente evacuación de aire y gas desde la cavidad del molde.
* Insuficiente permeabilidad del molde y corazón.
* Origen de aire debido a turbulencia en el embudo de la colada y el sistema del corredor.

Soluciones:
* Hacer provisión adecuada para evacuación de aire y gas desde la cavidad del molde (silvadores, venteos);
* Incrementar permeabilidad del molde y corazón.
* Evitar sistema del canal de colada inapropiada.
* Asegurar secado adecuado del molde de arena seca.
* Controlar nivel de la humedad en el moldeo de arena en verde.
* Reducir cantidad de aglutinantes y aditivos usados o cambiar a otros tipos;
* Mantener el embudo de colada lleno y reducir altura de vaciado.


* COLAS DE RATA

Defecto de poca profundidad que normalmente aparece solamente en las caras de semi-caja inferior horizontal de la pieza. Este consiste en un canal irregular hasta de 5 mm (0.2 pulgadas) de profundidad con bordes esquinados agudos abajo donde la arena puede estar alojada.
La cola de rata casi siempre se extiende desde la ubicación del canal de colada.

Posible Causas:
Calor de la corriente de metal fundido causa la formación de una zona de condensación húmeda en la arena justo debajo de la superficie. Expansión de la sílice causa pandeo y separación de costra de arena en la capa húmeda. Por causa de volumen incrementado, la costra se extiende al interior en los bordes de la corriente porque los bordes de la escala de saliente de arena no están aplastados por el metal después del llenado del molde, ellos forman canales conocidos como colas de rata.
    

* GRIETA DE CONTRACCIÓN

Cavidades en ángulos de entrante en la pieza, extendiéndose hacia el interior. Los bordes son generalmente redondeados.

Posibles Causas:
Calentamiento de la arena que causa expansión, vaporización, evaporación, destilación, etc., resultando en generación de gases cuya presión puede ser suficiente para provocar una penetración en la pieza en los puntos de la superficie que solidifican por último (puntos calientes), tal como ángulos entrantes.

Soluciones:
* Minimizar el uso de materiales que tienden a desarrollar gases cuando son calentados.
* Incrementar permeabilidad de la arena y venteo del molde.
* Usar una templadera externa o corazón en donde se localice el defecto.
* Incrementar presión del metal líquido; alimentación.

FICHAS TECNICAS











































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.