presentación de aceros, materiales en ingeniería

1. Aceros
Ingeniería de los materiales
BRANDON ALAN MORENO
NAVARRETE

2. •El acero se encuentra todas partes de nuestra vida
cotidiana, lo podemos encontrar en los automóviles
que conducimos, en las casas en que vivimos, el
transporte en el que nos transportamos, en las latas
de comida que consumimos, en los aparatos que
hacen nuestras vidas más fáciles. El acero es resistente
y ligero, duradero y resistente a la corrosión, adaptable
y completamente reciclable.

3. • Hoy en día, en el siglo 21, el acero sigue siendo revolucionando la
forma en que vivimos. Existen en varios tipos: el de alta resistencia y
más ligeros que el plástico para gafas, el más fuerte y más duradero
para la construcción de viviendas, también es la aleación de la
más alta tecnología utilizada en los casos sólidos de los
transbordadores espaciales de combustible de motores de cohetes
espaciales, y es utilizado en la fabricación de los instrumentos
quirúrgicos precisos utilizados en los quirófanos del hospital.

4. FUNDICIONES BLANCAS
Es una aleación hierro carbono donde el carbono está combinado en forma de
cementita (carbono de hierro).
Es muy frágil, dureza baja de unos 80 a 100 HB, resistente al choque térmico, a la
corrosión, absorbe las vibraciones, bajo costo y poco soldable comparado con el
acero.

5. FUNDICIONES GRISES
Esta se lleva adelante en hierro. Lo que caracteriza a este procedimiento es que
la mayor parte del contenido es de carbono y adquiere forma de escamas o láminas
de grafito.
Poseen una gran capacidad de amortiguación de vibraciones y sonido, debido
principalmente por la discontinuidad en su estructura interna que supone la presencia
de grafito.

6. FUNDICIONES DÚCTILES
Se caracterizan por presentar el grafito en forma de pequeñas esferas.
La morfología esferoidal del grafito se consigue al realizar una ligera adición de
elementos inoculantes, principalmente magnesio (Mg), que favorecen la cristalización
radial del grafito.
Se emplean en la fabricación de tuberías (por colada centrifugada) y la fabricación de
piezas en el sector del automóvil.

7. AISI
American Iron and Steel Institute (Instituto americano
del hierro y el acero)

8. La norma AISI utiliza un esquema general para
realizar la especificación de los aceros mediante
4 números:
El primero especifica la aleación principal, el
segundo indica el porcentaje aproximado del
elemento principal y con los dos últimos dígitos
se conoce la cantidad de carbono presente en la
aleación.
AISI ZYXX

9. Los valores que puede adoptar Z son los siguientes:
Z=1: si se trata de aceros al Carbono (corriente u ordinario);
Z=2: si se trata de aceros al Níquel;
Z=3: para aceros al Níquel-Cromo;
Z=4: para aceros al Molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo;
Z=5: para aceros al Cromo;
Z=6: si se trata de aceros al Cromo-Vanadio;
la anterior designación puede incorpora también letras adicionales para indicar lo siguiente:
E : para indicar Fusión en horno eléctrico básico.
H: para indicar Grados de acero con templabilidad garantizada.
C : para indicar Fusión en horno por arco eléctrico básico.
X : para indicar alguna desviación del análisis de norma.
TS : para indicar que se trata de una Norma tentativa.
B : para indicar que se trata de Grados de acero con un probable contenido mayor de 0.0005% en boro.
LC: para indicar Grados de acero con extra-bajo contenido en carbono (0.03% máx.).
F: Grados de acero automático.

10. Ejemplo
• AISI 1020
• AISI C 1020
• AISI 4140:
4: acero aleado (Cr-Mo); 1: contenido del 1.1% de Cr, 0.2% de Mo;
40: contenido del 0.40% de carbono (C).

11. Tabla resumen de distintos tipos de aceros y su contenido aproximado de elementos principales de
aleación, según AISI:

12. TRATAMIENTOS TÉRMICOS: Consisten en operaciones de Calentamiento y enfriamiento a las que se someten los Metales para conseguir
determinados cambios en su estructura cristalina (por ejemplo, el tamaño del grano) sin que la composición química resulte afectada. 4
tratamientos Térmicos fundamentales
•TEMPLE
Consiste en el calentamiento de un metal acompañado de un posterior enfriamiento de forma súbita De este modo, se obtiene un metal muy
duro y resistente mecánicamente a causa de su estructura cristalina
Deformada . El endurecimiento aportado por el temple se puede comparar al que se consigue por medio
de la deformación en frío.
•REVENIDO
Se aplica exclusivamente a los metales templados y es, por lo tanto, un tratamiento complementario del temple . Con el revenido se pretende
mejorar la tenacidad del metal templado a expensas de disminuir un poco su dureza.
•NORMALIZADO
Este tratamiento confiere al acero una estructura y propiedades que arbitrariamente se consideran como normales y características de su
composición. Por medio de él, se eliminan tensiones internas y se uniformiza el tamaño de grano. Se suelen someter a normalizado piezas que
han sufrido trabajos en caliente, en frío, enfriamientos irregulares o sobrecalentamientos y también se utiliza en aquellos casos en
los que se desean eliminar los efectos de un tratamiento anterior defectuoso.
.

13. • RECOCIDO : Consiste en calentar el acero a una cierta temperatura (similar a la del normalizado) y a continuación someterlo a un
enfriamiento muy lento (por lo general se apaga el horno y se deja que el material se enfríe en su interior). El recocido se aplica al acero
para ablandarlo y proporcionarle la ductilidad y maleabilidad para conformado plásticamente o darle su forma final por mecanizado.
La diferencia entre los tratamientos de temple, normalizado y recocido estriba en la velocidad de enfriamiento que sirve para definir la dureza
y la resistencia finales de la pieza.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
Consisten en operaciones de calentamiento y enfriamiento de metales que se complementan con
la adición de nuevos elementos en la superficie de las piezas, de manera que se modifica la composición
química superficial. Con estos tratamientos, se pretende mejorar las propiedades superficiales en los
materiales–en especial, su dureza y resistencia al desgaste y a la corrosión – sin modificar las propiedades
en su interior. De esta forma, se pueden obtener piezas con una gran dureza superficial y cuyo interior
conserve una elevada tenacidad.
a) Cementación: Consiste en aumentar la cantidad de carbono de la capa exterior de
los aceros. Se mejora la dureza superficial y la resiliencia. Se aplica a piezas que deben ser resistentes a golpes y la vez al desgaste. Se aplica a los
aceros.
b) Nitruración: Consiste en endurecer la superficie de los aceros y fundiciones. Lasdurezas son elevadas y tienen alta resistencia a la corrosión. El
componente químico añadido es nitrógeno, que se obtiene del amoniaco.
c) Cianuración o carbonitruración : Se trata de endurecer la superficie del material introduciendo carbono y nitrógeno. Es una mezcla de
cementación y nitruración. La temperatura es intermedia entre la utilizada para la cementación y la nitruración, que es mucho menor que
aquella. Se aplica a los aceros.
d)Sulfinación: Se trata de introducir en la superficie del metal azufre, nitrógeno y carbono en aleaciones férricas y de cobre. Se aumenta la
resistencia al desgaste, favorecer la lubricación y disminuir el coeficiente de rozamiento

14. • Tratamientos mecánicos
Los tratamientos mecánicos mejoran las características del metal por deformación mecánica. Dependiendo de la
temperatura a la que se realicen, pueden ser transformaciones en frío o en caliente. Las transformaciones en caliente
deben realizarse por encima de la temperatura de recristalización y las transformaciones en frío por debajo. El
fenómeno de endurecimiento por deformación sólo podrá verificarse a una temperatura que no permita la difusión de
los átomos del metal. Sabiendo que la difusión se activa aproximadamente a un 40% de la temperatura de fusión (en
grados absolutos), las deformaciones en frío se producen a menos de un 40% de la temperatura de fusión.
Tratamientos mecánicos en caliente.
Los tratamientos mecánicos en caliente o forja deforman un metal golpeándolo después de calentarlo a una
temperatura determinada, produciéndose la deformación a la vez que la recuperación y la recristalización. Como el
metal está a alta temperatura los cristales reformados vuelven a crecer pero con menor tamaño y mayor irregularidad;
por lo que son más pequeños y aplanados provocando la anisotropía u orientación del grano que provoca que el metal
sea más dúctil en la dirección de un eje que en la del otro. Por esto, el tamaño de grano se reduce y se eliminan
sopladuras y cavidades interiores del material, mejorando su estructura interna y sus propiedades mecánicas. Así, el
trabajo en caliente presenta algunas ventajas:
A temperaturas altas es menor la energía necesaria para deformar el metal y es mayor la facilidad para que fluya sin
agrietarse.
Se facilita la homogeneización química.
Una ductilidad muy elevada.
Mejora de la estructura con el afino de grano.
Tratamientos mecánicos en frío.
Los tratamientos mecánicos en frío deforman un metal a la temperatura ambiente, ya sea golpeándolo, por trefilado
o por laminación. La dureza y la resistencia mecánica aumentan a la vez que disminuyen la plasticidad y la ductilidad.

15. Tratamientos superficial
Un tratamiento es un conjunto de medios que se utilizan para aliviar o curar una enfermedad, llegar a la
esencia de aquello que se desconoce o desea transformar.
Un tratamientos superficial es un proceso de fabricación que se realiza para dar unas características
determinadas a la superficie de un objeto.
Aplicaciones
Los tratamientos superficiales pueden emplearse, dependiendo de los fines deseados, para:
Aumentar o controlar la dureza, obteniendo superficies más resistentes al desgaste o al rayado.
Obtener un coeficiente de fricción adecuado en el contacto entre dos superficies, ya sea disminuyéndolo
como en un cojinete o aumentándolo como en un freno.
Disminuir la adhesión, como en contactos eléctricos en los que se pueda producir un arco eléctrico.
Mejorar la retención de lubricantes de la superficie.
Aumentar la resistencia a la corrosión y oxidación.
Aumentar la resistencia mecánica.
Reconstruir piezas desgastadas.
Controlar las dimensiones o la rugosidad.
Proporcionar características decorativas, como color o brillo.
En función del material, pueden obtenerse unas características u otras dependiendo del tipo de tratamiento
empleado.

16. Aplicaciones de Aceros En la Vida Cotidiana
• Usos Del Acero:
¡En la construcción de puentes o de edificios:
El acero puede tener múltiples papeles. Sirve
para armar el hormigón, reforzar los
cimientos, transportar el agua, el gas u otros
fluidos. Permite igualmente formar el armazón
de edificios, sean estos de oficinas, escuelas,
fabricas, residenciales o polideportivos. Y
también vestirlos (fachadas, tejados).En una
palabra, es el elemento esencial de la
arquitectura y de la estética de un proyecto.

17. • ¡En el sector de la automoción: Este sector
constituye el segundo mercado acero,
después de la construcción y las obras
publicas.Chasis y carrocerías, piezas de motor,
de la dirección o de la transmisión,
instalaciones de escape, carcasas de
neumáticos,.... el acero representa del 55 al
70% del peso de un automóvil.
• ¡En la comunicación:Los componentes
electrónicos utilizados en la informática o en
las telecomunicaciones, así como los
elementos funcionales del tubo de los
televisores en colero, son piezas delicadas
con exigencias particulares: por ello, se
fabrican en aleaciones adaptadas a cada
coso.