1. Tecnología Industrial II
I.E.S. VICTORIA KENT (ELCHE)

2. Modificación de
las propiedades
de los metales
Aleaciones Tratamientos

3. • Metales químicamente puros:
– Muy difíciles de obtener
– Poco útiles a nivel técnico. Solo cuando se
necesitan propiedades específicas como la
conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión
u otras que dependen de la pureza del material.
• Habitualmente se utilizan ALEACIONES.

4. Una ALEACIÓN es una mezcla homogénea
o una disolución sólida de un metal con
otros elementos, metálicos o no
metálicos, que conserva el aspecto y las
propiedades de un metal.
BASE  metal presente en mayor proporción
ALEANTES  restantes elementos

5. Condiciones básicas para que dos o
más elementos formen una aleación
• Tienen que ser miscibles en estado líquido y
formar una mezcla homogénea cuando
solidifiquen.
• El producto obtenido debe tener carácter
metálico.
Las propiedades de las aleaciones son muy variadas y
dependen de:
• La naturaleza del metal base y de los aleantes.
• La proporción en que éstos se encuentran.

6. Diagrama hierro - carbono

8. Elementos constitutivos de las aleaciones
Según la naturaleza de los cristales obtenidos en la
solidificación:
• Cristales de elementos compuestos: formados por
compuestos químicos de los componentes donde no
es posible distinguir separadamente los
componentes originales como en el carburo de
hierro que le aporta dureza a los aceros que lo
contienen.

9. • Cristales de solución sólida: los átomos del metal
aleante se sitúan en la red cristalina del metal
base.
– El metal base, generalmente, conserva su sistema
cristalino.
– La solubilidad puede ser total o parcial.
– Pueden ser soluciones sólidas de sustitución o
intersticiales.
– Las soluciones sólidas se caracterizan por incrementar
enormemente la resistencia del metal base, sobre
todo cuando se forman con enfriamiento muy lento,
caso en el que tienen una estructura muy homogénea.

10. Átomos del aleante lo suficientemente
Átomos del metal base y pequeños para albergarse en los intersticios de
del aleante similares en la red cristalina del metal base.
tamaño, composición y Se produce cuando los aleantes son no
forma de cristalización. metales de menor diámetro (H, B, C, N).

11. • Cristales simples o de componentes puros,
cristalizados separadamente donde cada
cristal contiene un solo componente. En
este caso la aleación llamada eutéctica es
una mezcla íntima de cristales formada
cada uno de ellos de un solo componente
puro. Estas aleaciones son de poca
aplicación práctica debido a sus bajas Perlita, formada por láminas de
propiedades mecánicas. ferrita y cementita
Por su
baja temperatura de fusión, se emplean
casi exclusivamente para la soldadura
dulce. El ejemplo típico lo constituye la
aleación plomo estaño empleada en la
soldadura de láminas de cinc, cobre y
latón.

12. • Compuestos intermétalicos: son compuestos
químicos definidos pues los aleantes son
capaces de reaccionar entre sí.
– Gran dureza y resistencia al desgaste. Algo
quebradizos.

13. Diagramas de solidificación
• Son instrumentos gráficos que permiten
conocer las transformaciones que tienen lugar
en el proceso de enfriamiento de las
aleaciones, dependiendo de la composición
de éstas.

15. Aceros aleados
• ACEROS AL CARBONO: no pueden cumplir
todas las exigencias que requiere el actual
desarrollo tecnológico.
• Para ello, hay que utilizar aleantes en los
porcentajes adecuados.

16. • Proporción de Cr: 12 – 15%
• Elevada resistencia a la corrosión.
• Con pequeños % de C, gran dureza.
EMPLEADOS EN:
Cuchillería, componentes de
automoción y electrodomésticos,
hogares y calderas que deban
soportar elevadas temperaturas.

17. • 18% Cr, 10% Ni + pequeños % de Mo y Ti
• Inoxidables. Buenas cualidades
mecánicas (gran elesticidad y capacidad
de alargamiento a Tª ambiente).
• Si aumenta el % de Ni a 25 – 35%, más
resistencia (aceros al níquel).
EMPLEADOS EN:
Utensilios que requieran gran inoxidabilidad
(cuberterías, material quirúrgico, recipientes de
cocina, embellecedores, etc).

18. • Mayores porcentajes de Cr y Ni que los
EMPLEADOS EN:
inoxidables y, además, pequeñas
Álabes de turbinas de vapor, engranajes,
cantidades de Ti, Mn, Mo y W.
bulones, componentes de misiles,
• Se caracterizan por su dureza,
válvulas de motores, resortes, etc.
resistencia al desgaste y su
inoxidabilidad a elevadas temperaturas.
• Son dúctiles y admiten la soldadura.

19. • Aleados con W, Cr, V y Mo
• Grandes velocidades de corte sin
reblandecimiento, a pesar de alcanzar
grandes temperaturas.
• Obtención muy delicada (atmósfera
controlada y velocidades de
calentamiento y enfriamiento muy
lentas para evitar fisuras y grietas.
EMPLEADOS EN:
Elaboración de herramientas para tornear,
fresar, taladrar, cepillar, aserrar, cortar, et.

20. Procesos a los que se someten los metales
para mejorar sus propiedades mecánicas.
Se pueden clasificar en cuatro grandes
categorías: tratamientos térmicos,
termoquímicos, mecánicos y superficiales.

21. Tratamientos
Térmicos Termoquímicos Mecánicos Superficiales
Recocido Cementación En frío Metalización
Normalizado Nitruración En caliente Cromado duro
Temple Cianuración
Revenido Sulfinización

22. Tratamientos térmicos
• Se somete a los metales y a las aleaciones a
procesos de calentamiento y enfriamiento con
objeto de variar su estructura cristalina y su
constitución, pero no su composición química.

23. Recocido
• El material se calienta hasta una
cierta temperatura, se mantiene en
ella cierto tiempo y se deja enfriar
lentamente.
• Con este tratamiento se logra
aumentar la elasticidad, mientras
que disminuye la dureza. También
facilita el mecanizado de las piezas al
homogeneizar la estructura, afinar el
grano y ablandar el material,
eliminando la acritud que produce el
trabajo en frío y las tensiones
internas.
• Se pueden emplear hornos de mufla
o de cámara abierta (recubriendo la
pieza con arena o cenizas calientes).

24. Tipos de recocido
• De homogeinización: se aplica a metales con
soldaduras defectuosas para homogeneizar
sus propiedades.
• De regeneración: se utiliza en aleaciones
anormalmente duras por haber sufrido un
enfriamiento excesivamente rápido.
• De estabilización: consigue eliminar tensiones
internas de metales y aleaciones que han sido
previamente sometidos a forja o laminado.

25. Normalizado
• Similar al recocido pero con una velocidad de
enfriamiento más rápida (las piezas se secan
del horno y se dejan enfriar al aire).
• Tiene por objeto dejar un material en estado
normal, es decir, ausencia de tensiones
internas y con una distribución uniforme del
carbono. Se suele emplear como tratamiento
previo al temple y al revenido.

26. Temple
• El acero se calienta a una
temperatura elevada para a
continuación, someterlo a un
enfriamiento rápido.
• Se alcanza una gran dureza en
la superficie, debida a la
tensión a que quedan
sometidos los cristales por
deformación de su estructura,
ya que el proceso de
enfriamiento rápido les impide
alcanzar un equilibrio estable.

27. Tipos de temple
• Temple martensítico: debe su nombre a la martensita, aleación muy
rica en carbono que se forma en la superficie del metal durante el
proceso de enfriamiento rápido y que se caracteriza por su extrema
dureza y fragilidad. Se aplica a los aceros.
• Temple de precipitación: el enfriamiento provoca la precipitaciñon de
un compuesto químico que pone en tensión los cristales del metal y
los endurece. Se aplica a las aleaciones de aluminio, magnesio y
cobre.
• Temple superficial: se provoca un calentamiento muy rápido, de
forma que solo una capa muy delgada de la superficie consiga la
temperatura adecuada, seguida de un enfriamiento rápido. Se logra
así un temple martensítico en la capa más externa sin que el interior
de al pieza sufra ninguna transformación. El material obtenido resulta
tenaz, resiliente y resistente al desgaste. Se aplica a piezas sometidas
a gran rozamiento superficial, golpes bruscos y vibraciones
(engranajes, bulones, válvulas…).

28. Revenido
• Tratamiento que se aplica a los materiales
templados para eliminar la fragilidad y las
tensiones internas.
• Las piezas se calientan a una Tª inferior a la de
temple para transformarlas en formas más
estables y, a continuación, provocarles un
enfriamiento rápido. Se mejora la tenacidad a
costa de disminuir la dureza de las piezas
templadas.

29. Cementación
• Aumento de la cantidad de C en la capa
superficial, que se endurece.
• Se aplica a piezas de bajo contenido en
carbono (< 0,25%) sin templar que deban ser
resistentes al rozamiento mientras que el
núcleo permanece tenaz.

30. Nitruración
• Incorporación de N a la capa superficial para
provocar su endurecimiento.
• Se aplica a piezas de aceros especiales aleados
(solo cuando se forman nitruros de Cr, Mo, Al,
etc. da buenos resultados) (cigüeñales, brocas,
sierras, etc.) con dureza y resistencia al
desgaste mayores que las obtenidas por
cementación.

31. Cianuración
• Incorporación de N y C. Combinación de los
dos anteriores.
• Se aplica por tanto a los aceros al carbono
como a los aleados.

32. Sulfinización
• Incorporación de S, N y C a la superficie de los
metales.
• Se consigue resistencia al desgaste y a la
corrosión muy superior a la de los procesos
anteriores. Fabricación de herramientes de
corte

33. Tratamientos mecánicos
• Operaciones de deformación permanente de
los metales mediante esfuerzos mecánicos.
• EN FRÍO: estampación en frío, estirado y
trefilado.
• EN CALIENTE: forja, estampación en caliente y
extrusión.

34. Tratamientos superficiales
• Mejora de las cualidades superficiales de los
metales.
– METALIZACIÓN: proyección de un metal fundido sobre
la superficie de otro para dar a esa superficie las
propiedades del metal proyectado. Se utiliza para
aumentar la resistencia al desgaste o a la corrosión.
– CROMADO DURO: mediante proceso electrolítico
especial. Aporta al metal base algunas carácterísticas
del Cr, como mayor resistencia al desgaste y menor
coeficiente de rozamiento.