1. ALEACIONES METALICAS
• Introducción
• Clasificación de las aleaciones
• Metal puro
• Compuestos químicos
• Compuestos intersticiales
• Soluciones sólidas • S. S. por sustitución
• S.S intersticiales

2. CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES
HOMOGENEAS MONOFÁSICAS
MEZCLAS POLIFÁSICAS

3. METALES PUROS
T
En condiciones de equilibrio;
presentan puntos definidos de Tm
L S
fusión y congelación.
t

4. COMPUESTOS QUÍMICOS
•Las diversas clases de átomos se
combinan en proporciones
definidas expresadas por fórmulas
químicas.
Son combinaciones •Cuando los átomos se combinan
de elementos con pierden en gran medida su identidad
individual y sus propiedades
valencias positivas y
características.
negativas.
•Los compuestos tienen
generalmente estructura cristalina
diferente de las de sus
constituyentes

5. SOLUCIONES SOLIDAS SUSTITUCIONALES
• Factor de tamaño relativo
• Factor de estructura cristalina
• Factor de afinidad química
• Factor de valencia relativa

6. SOLUCIONES SOLIDAS INTERSTICIALES
Átomos que forman
soluciones intersticiales
• Hidrógeno
• Boro
• Carbono
• Nitrógeno
• Oxígeno

7. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO
Las aleaciones metálicas pueden existir en varias fases
• Un diagrama de fases sirve para conocer en que
condiciones se encuentra la aleación bajo
determinadas condiciones de presión,
temperatura y composición.
• En un diagrama de fases se puede encontrar
gran cantidad de información.
• Los diagrama de fase también se conocen
como diagramas de equilibrio o
constitucionales

8. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

9. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

10. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

11. EL DIAGRAMA DE EQUILIBRIO
HIERRO – CARBURO DE HIERRO

12. ALEACIONES HIERRO – CARBONO
CEMENTITA
Fórmula química Fe3C
Contenido de carbono 6.7 wt%
Resistencia Tensil 5000 PSI
Dureza > 650 HB
Estructura cristalina Ortorrombica

13. ALEACIONES HIERRO – CARBONO
AUSTENITA
Solución sólida γ
Max. Cont. de carbono 2.14 wt%
Resistencia Tensil 150,000 PSI
Dureza 40 HRC
Alargamiento en 2 “ 10 %
Estructura cristalina FCC

14. ALEACIONES HIERRO – CARBONO
FERRITA
Solución sólida α
Max. Cont. de carbono 0.0252 wt%
Resistencia Tensil 40,000 PSI
Dureza 90 HB
Alargamiento en 2 “ 40 %
Estructura cristalina BCC

15. ALEACIONES HIERRO – CARBONO
PERLITA
Mezcla eutectoide α + Fe3C
Cont. de carbono 0.76 wt %
Resistencia Tensil 120,000 PSI
Dureza 20 HRC
Alargamiento en 2 “ 20 %

17. EL ACERO
MÉTODO DE MANUFACTURA
CLASIFICACIÓN COMPOSICIÓN QUÍMICA
APLICACIÓN

18. CLASIFICACION DEL ACERO
DE HOGAR ABIERTO
Siemens - Martin
MÉTODO DE
MANUFACTURA DE CONVERTIDOR
ELÉCTRICOS

19. CLASIFICACION DEL ACERO
• De construcción
ACEROS
AL • De herramientas
CARBONO
COMPOSICIÓN
QUÍMICA ACEROS DE BAJA
ALEACIÓN
• De construcción
ACEROS
ALEADOS • De herramientas

20. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO
ACEROS AL CARBONO ACEROS ALEADOS
HIERRO • NÍQUEL
• CROMO
• MOLIBDENO
CARBONO
• VANADIO
MANGANESO • TITANIO
SILICIO • COBALTO
FÓSFORO • TUNGSTENO
AZUFRE

21. CLASIFICACION DE LOS ACEROS AL CARBONO
ACEROS EXTRA DULCES % C < 0,15
ACEROS DULCES 0,15 – 0,30
ACEROS SEMI DULCES 0,30 - 0,40
ACEROS MEDIO DUROS 0,40 – 0,60
ACEROS DUROS 0,60 – 0,80
ACEROS MUY DUROS 0,80 – 1,20

22. CLASIFICACION AISI DEL ACERO
AISI: American Iron and Steel Institute
10XX Aceros al carbono: básicos de hogar abierto
11XX Aceros al carbono: básicos de hogar abierto
12XX Aceros al carbono: básicos de hogar abierto, azufre alto, fósforo alto;
13XX Manganeso 1.75;
31XX Níquel 1.25 y cromo 0.60
33XX Níquel 3.50 y cromo 1.50
40XX Molibdeno 0.20 o 0.25;
41XX Cromo 0.50, 0.80 o 0.95 y molibdeno 0.12, 0.20 (> 0.30;
43XX Níquel 1.83, cromo 0.50 o 0.80 y molibdeno 0.25;
44XX Molibdeno 0.53;
46XX Níquel 0.85 o 1.83 y molibdeno 0.20 o 0.25;
47XX Níquel 1.05, cromo 0.45 y molibdeno 0.20 o 0.35;

23. CLASIFICACION AISI DEL ACERO
48XX Níquel 3.50 y molibdeno 0.25;
50XX Cromo 0.40;
51XX Cromo 0.80, 0.88, 0.93, 0.95 o 1.00;
5XXXX Carbono 1.04 y cromo 1.03 o 1.45;
61XX Cromo 0.60 o 0.95 y vanadio 0.13 o 0.15 mín;
86XK Níquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno'0.20;
87XX Níquel 0.55, cromo 0,50 y molibdeno 0.25;
88KX Níquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.35; 92xx Silicio 2.00
94BXX Níquel 0.45, cromo 0.40, molibdeno 0.12 y boro 0.005 mín.

24. Clasificación UNS
Serie UNS Metal
A00001 to A99999 Aluminio y sus aleaciones
C00001 to C99999 Cobre y sus aleaciones
D00001 to D99999 Aceros de características mecánicas específicas
E00001 to E99999 Metales y aleaciones del grupo de las tierras raras
F00001 to F99999 Hierro fundidos
Aceros al carbono y aleados AISI y SAE (exepto los de
G00001 to G99999
herramientas)
H00001 to H99999 Aceros AISI y SAE tipo H
J00001 to J99999 Acerros fundidos (excepto los de herramientas)
K00001 to K99999 Aceros y aleaciones ferrosas varas
L00001 to L99999 Metales y aleaciones de bajo punto de fusión
M00001 to M99999 Metales y aleaciones no ferrosas varias
N00001 to N99999 Níquel y sus aleaciones
R00001 to R99999 Metales y aleaciones reactivas y refractarias

25. CONDICIÓN OPTIMA DE UN ACERO AL CARBONO
% CARBONO MICROESTRUCTURA ÓPTIMA
0.06 – 0.20 Laminado en frío
0.20 – 0.30 Inf. 3”, Normalizado
Sup. A 3” Laminado en frío
0.30 – 0.40 Recocido completo (perlita gruesa)
0.40 - 0.60 Recocido globular (esferoidita)
0.60 – 1.00 100% esferoidita ( perlita globular)

26. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS FASES
CONSTITUVAS DEL ACERO

27. PROPIEDADES MECÁNICAS

28. ACEROS ALEADOS
• INTRODUCCION
• PROPOSITO DE LA ALEACION
• EFECTO DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIOPN EN LA FERRITA
• EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION EN EL
CARBURO
• INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION SOBRE EL
DIAGRAMA Fe-Fe3C
• EFECTO SE LOS ELEMENTOS DE ALEACION EN EL REVENIDO

29. POR QUE SE NECESITAN LOS ACEROS ALEADOS
MÁS TEMPLABILIDAD
MAYOR RESISTENCIA A
TEMPERATURAS COMUNES
MÁS RESISTENCIA MECÁNICA
A ALTA TEMPERATURA
MEJORAR LA TENACIDAD
A CUALQUIER DUREZA O
RESISTENCIA MÍNIMA

30. POR QUE SE NECESITAN LOS ACEROS ALEADOS
AUMENTAR LA RESISTENCIA AL
DESGASTE
AUMENTAR LA RESISTENCIA A LA
CORROSIÓN
MEJORAR LAS PROPIEDADES
MAGNÉTICAS

31. EFECTO DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN
EN LA FERRITA
LOS
ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SE
DISUELVEN EN S. SÓLIDA FERRITA
LA FERRITA
ALEADA
CROMO EN
TUNGSTENO AUSENCIA
VANADIO DE
MOLIBDENO CARBONO
NIQUEL DUREZA
MANGANESO RESISTENCIA
SILICIO

32. EFECTO DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN
EN EL CARBURO
LOS
DUREZA
ELEMENTOS DE
ALEACIÓN
FORMAN
R. DESGASTE
CARBUROS
SIMPLES O +
COMPLEJOS CARBONO RESILIENCIA
T. GRANO

33. EFECTO DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN
EN LA FERRITA Y EN EL CARBURO
ELEMENTO DE GRUPO 1 GRUPO 2
ALEACION DISUELTO EN COMBINADO
LA FERRITA EN CARBURO
NIQUEL Ni
SILICIO Si
ALUMINIO Al
COBRE Cu
MANGANESO Mn Mn
CROMO Cr Cr
TUNGSTENO W W
MOLIBDENO Mo Mo
VANADIO Va Va
TITANIO Ti Ti

34. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL DIAGRAMA HIERRO
CARBONO

35. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL DIAGRAMA HIERRO
CARBONO

36. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL DIAGRAMA HIERRO
CARBONO
Diagrama Fe-C para Diagrama Fe-C para
una acero de 12 % Cr una acero de 18 % Cr

37. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL DIAGRAMA HIERRO
CARBONO
Diagrama Fe-C para una
acero de 18 % Cr, 8% Ni

38. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL REVENIDO

39. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL ACERO
ELEMENTO EFECTOS
ALUMINIO 1. Desoxida eficazmente
2. Restringe el crecimiento del grano
3. Facilita la nitruración
CROMO 1. Aumenta la resistencia a la corrosión
y oxidación.
2. Aumenta la templabilidad.
3. Incrementa la resistencia a alta
temperatura.
4. Aumenta la resistencia a la abrasión y
desgaste.

40. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL ACERO
ELEMENTO EFECTOS
COBALTO 1. Contribuye a conservar la dureza al rojo,
endureciendo la ferrita
MANGANESO 1. Contrarresta la fragilidad debida al azufre.
2. Aumenta la templabilidad.
MOLIBDENO 1. Eleva la temperatura de inicio del grano
de austenita.
2. Profundiza el endurecimiento
3. Contrarresta la tendencia a la fragilidad
por revenido
4. Aumenta la resistencia a alta temperatura
5. Mejora la resistencia a la corrosión de los
aceros inoxidables
6. Forma partículas resistentes a la abrasión

41. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL ACERO
ELEMENTO EFECTOS
NIQUEL 1. Aumenta la resistencia de los aceros.
2. Hace tenaces los aceros ferrítico –
perlíticos
3. Austeniza las aleaciones de hierro con alto
cromo.
SILICIO 1. Desoxidador de propósito general
2. Elemento de aleación para láminas
eléctricas y magnéticas.
3. Mejora la resistencia a la corrosión
4. Aumenta la templabilidad en aceros que
no tienen elementos grafitizadores
5. Mejora la resistencia de los aceros de baja
aleación.

42. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL ACERO
ELEMENTO EFECTOS
TITANIO 1. Fija el carbono en partículas inertes
- Reduce la dureza de la martensita y la
templabilidad de los aceros al cromo medio.
- Previene la formación de austenita en los
aceros de alto cromo.
- Previene el agotamiento localizado del
cromo en aceros inoxidables durante largo
calentamiento.
TUNGSTENO 1. Forma partículas duras y resistentes a la
abrasión en aceros para herramientas.
2. Promueve la dureza y resistencia a altas
temperaturas.

43. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE
ALEACIÓN SOBRE EL ACERO
ELEMENTO EFECTOS
VANADIO 1. Eleva la temperatura de inicio del grano
austenítico.
2. Aumenta la templabilidad (cuando está
disuelto).
3. Resiste el revenido y produce un marcado
endurecimiento secundario

44. TIPOS DE ACEROS ALEADOS
ACEROS AL NIQUEL ( serie 2XXX)
TENACIDAD
Aceros
PLASTICIDAD estructurales de
RES. FATIGA gran resistencia
ACEROS AL CROMO ( serie 5XXX)
Formador de Simples Cr7C3, Cr4C
carburos Complejos [(FeCr) C]
3

45. TIPOS DE ACEROS ALEADOS
ACEROS AL CROMO ( serie 5XXX)
Propiedades a alta temperatura
Cr>5%
Resistencia a la corrosión
Bajo C: se carburizan
51XX: 0.15 > % Cr > 0.64
Medio C: Bonificado:
Resortes, pernos
1.5 % Cr , 1 %C: Cojinetes
52XX:
2-4 % Cr, 1 %C: Imanes permanentes

46. TIPOS DE ACEROS ALEADOS
ACEROS AL NIQUEL CROMO ( serie 3XXX)
2 1/2 Ni - 1 Cr Ni: Tenacidad y ductilidad
Efecto sinergístico Cr. Templabilidad y res. desgaste
31XX: 1.5 % Ni; 0.6 %Cr Engranajes heliciodales, Ejes
33XX: 3.5 % Ni; 1.5 %Cr Trabajo peasado, Ejes
Reemplazados por 87XX y 88XX

47. TIPOS DE ACEROS ALEADOS
ACEROS AL MANGANESO
Bajo % de Mn Tenacidad; formación de MnS
Resistencia y dureza
Mn >10% Acero austenítico “HADFIELD”
Resistencia al desgaste
Resistencia mecánica Ductilidad

48. TIPOS DE ACEROS ALEADOS
ACEROS AL MOLIBDENO (Serie 4XXX)
Costoso, Fuerte formador de carburos
Templabilidad Tendencia a la
Mo Dureza fragilidad del
Resistencia revenido
40XX y 44XX Bajo %C: Carburación, → Ejes
Medio %C: Resortes de suspensión

49. ACEROS AL MOLIBDENO (Serie 4XXX)
Más baratos Recipientes a
41XX presión, Partes
Buena soldablilidad
estructurales, Ejes,
Buena tenacidad
Alta resistencia Engranajes,
46XX y Alta ductilidad pasadoores cadenas
48XX Alta templabilidad Ejes, Cojinetes
Similar a los Ni-Cr Ejes, Engranajes,
43XX y más las ventajas de partes estructurales
47XX templabilidad del importantes
Molibdeno

50. ACEROS AL TUNGSTENO
TEMPLABILIDAD
FORMADOR DE CARBURO
MANTIENE DUREZA MARTENSITA
EN EL REVENIDO
ACEROS PARA
HERRAMIENTAS

51. ACEROS AL VANADIO
MUY COSTOSO
FUERTE DESOXIDADOR
FUERTE FORMADOR DE CARBURO
INHIBIDOR DEL CRECIMIENTO DEL GRANO
TEMPLABILIDAD
PROPIEDADES MECÁNICAS
Piezas forjadas de maquinas
Serie 61XX: Pernos, cigüeñales
Bajo %C: Ejes, resortes,
Alto %C: Cojinetes, herramientas

52. ACEROS AL SILICIO
BARATO
FUERTE DESOXIDADOR
%Si > 0.6
1-2 % Si → Aplicaciones estructurales de lato pto de cedencia
0.01 %C y 3 %Si → Acero para chapa magnética
Acero Si-Mn (AISI 9260)→ Hojas de resortes , punzones, cinceles

53. ACEROS INOXIDABLES
DESIGNACION DE LA SERIE GRUPOS
2XX Cromo-Níquel-Manganeso; no
endurecibles, austeníticos, no
magnéticos
3XX Cromo-Níquel; austeníticos, no
endurecibles, no magnéticos
4XX Cromo, endurecibles, martensíticos,
magnéticos
4XX Cromo, no endurecibles,ferríticos,
magnéticos
5XX Bajo cromo, resistentes al calor

54. ACEROS INOXIDABLES
FORMACION DE UNA
PELÍCULA DELGADA DE
?
Porque son los ÓXIDO DE CROMO O DE
aceros ÓXIDO DE NÍQUEL QUE
inoxidables PROTEJE
resistentes a la EFECTIVAMENTE AL
corrosión ACERO CONTRA MUCHOS
MEDIOS CORROSIVOS
En los aceros al cromo solo se
evidencia cuando Cr > 10%

55. ACEROS INOXIDABLES MARTENSÍTICOS
11.5 > % Cr >18
Temple al aire
Revenido a 400 – 550 ºC
Más difíciles de mecanizar que el acero al C
403, 410, 416, 420, Aletas de turbina
440A, 501, 502 Piezas de fundicion
0.6–1.2 %C, 16-18 %Cr;
Cojinetes, Válvulas de motor
4-6 %Cr; Mejor R.Corrosión que
aceros comunes. Propiedades
intermedias entre los inox. y 51XX

56. ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS
14 > % Cr >27
Tienen muy poco carbono
Son magnéticos
No pueden endurecerse por T.T.
Aceptan recocido, pero ↑tendencia a la fragilización
Moderado endurecimiento por deformación
405, 430, 446 Piezas de estampado
profundo

57. ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS
% Cr + % Ni >23
Endurecibles por deformación en frío
Resistentes al impacto
Difíciles de maquinar
Alta resistencia a alta temperatura
La mayor resistencia a la coirrosión
Revenido a 400 – 550 ºC
Más difíciles de mecanizar que el acero al C
301, 302, 304, 304L, Alta resistencia
321 (estabilizado con Industria alimenticia
Ti), 347 con Cb o Ta
Industria química y alimentos,
Severas consiciones corrosivas,
Partes soldadas

58. ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS
Metal de aporte soldadura.↑Cr, ↑Ni
↑Cr, ↑Ni, Equipo de T.T., Partes de
hornos. Intercambiadores de calor,
308, 310, 316 Metal de aporte para soldadura.
Contiene Mo y tiene mayor res.
corrosión que el 302 o 304, se usa en
equipo qímico e industria de
alimentos,

60. EL NIQUEL
NIQUEL Resistencia a la corrosión
y oxidación
Buenas propiedades
Niquel A, 99% Ni mecánicas inclusos a alta
Niquel D, 4.5%Mn temperatura
Niquel E, 2 %Mn
Permaniquel Prop. Elec.
Duraniquel, Ni+Al,
resortes, res. Corrosión,

61. ALEACIONES DE NIQUEL
COBRE
ELEMENTOS DE
HIERRO
ALEACION CROMO
SILICIO
MOLIBDENO
MANGANESO
ALUMINIO
ALEACIONES Ni-Cu
MONEL 2/3 Ni +1/3 Cu Alta resistencia a los ácidos
álcalis salmueras, aguas,
productos alimenticios

62. ALEACIONES DE NIQUEL
MONEL Propiedades mecánicas mejores que los bronces
Buena tenacidad y resistencia a la fatiga
Aplicaciones para alta temperatura (1000 ºF)
TIPOS Monel R, Ni,Cu S mejor maquinabilidad
Monel K, Ni,Cu Al, endurecible por envejecimiento
Monel H y S, Ni, Cu, Si, Resistencia a pérdidas de
presión
Constantan, 45 % Ni, 55 % Cu, Resistividad eléctrica

63. ALEACIONES DE NIQUEL
ALEACIONES DE NIQUEL SILICIO
HASTELOY Fuerte, tenaz, extremadamente dura
10% Si, 3%Cu Excelente resistencia a la corrosión al H SO
2 4
ALEACIONES DE NIQUEL CROMO HIERRO
CHROMEL Resistencias de calefacción 80 % Ni, 20 % Cr
NICHROME Resistencias de electrodomésticos 60%Ni, 16 %Cr, 24 Fe
INCONEL 76 % Ni, 16 % Cr, 8 %Fe
Resistencia a alta temperatura
Soporte fatiga térmica entre 0 – 1500 ºF

64. ALEACIONES DE NIQUEL
ALEACIONES DE NIQUEL CROMO HIERRO
INCONEL X Contiene Ti, Endurecible por envejecimiento
ALEACIONES DE NIQUEL MOLIBDENOHIERRO
HASTELLOY A 57Ni, 20Mo, 20Fe
HASTELLOY B 62Ni, 28Mo, 5Fe
Trabajadas en frío tiene resistenmcias
similares al acero aleado.
Alta resistencia al ácido clorhídrico fosfórico

65. ALEACIONES DE NIQUEL
ALEACIONES DE NIQUEL CROMO MOLIBDENO HIERRO
HASTELLOY C 54Ni, 17Mo, 15Cr, 5Fe
Alta resistencia a la corrosión y ácidos de
oxidación como Nítrico, crómico y sulfúrico.
Alta resistencia a la temperatura
HASTELLOY X 47Ni, 9Mo, 22Cr, 18Fe
Alta resistenmcia general.
Alta resistencia a la oxidación hasta 2200 ºF

66. ALEACIONES DE NIQUEL
ALEACIONES DE NIQUEL CROMO MOLIBDENO COBRE
Alta resistencia a la corrosión y ácidos de oxidación como
Nítrico, y sulfúrico.
ILLIUM B 50Ni, 8,5Mo, 28Cr, 5.5 Cu
ILLIUM G 56Ni, 6,5Mo, 22.5Cr, 6.5 Cu
ILLIUM R 68Ni, 5Mo, 21Cr, 3Cu
APLICACIONES Cojinetes de impulso piezas para bombas
Donde se requiera resistencia al calor y
corrosión

67. ALEACIONES DE NIQUEL
ALEACIONES DE NIQUEL HIERRO
ALTA ESTABILIDAD DIMENSIONAL CON CAMBIOS
DE TEMPERATURA
INVAR 35Ni
KOVAR Y FERNICO 28Ni, 18CO, 54Fe
PLATINITA 46 %Ni
APLICACIONES Patrones de longitud, piezas de
instrumentos, resortes especiales,
termostatos bimetálicos.

68. ALEACIONES DE NIQUEL
OTRAS ALEACIONES DE NIQUEL
ELINVAR 36 %Ni, 12 %Cr Coef. termoelástico cero
PERMALLOY 78Ni, Alta permeabilidad magnética
ALNICO 8-12 % AL, 14-28 %Ni, 5-35 % Co, imanes permanentes
.

69. Aleaciones de Aluminio
• 1 XXX Aluminio semi puro
• 2XXX Aluminio Cobre
• 3XXX Aluminio Manganeso
• 4XXX Aluminio Silicio
• 5XXX Aluminio Magnesio
• 6XXX Auminio Magnesio Silicio
• 7XXX Aluminio Zinc

70. Aleaciones de Cobre
• Latones
– Latones rojos
– Latones alfa amarillos
– Latones alfa más beta amarillos
• Bronces
– Bronce al estaño
– Bronce al silicio
– Bronce al aluminio
• Cuproníquel