1. introducción a la siderurgia 2016
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8/17/2019 1. Introducción a La Siderurgia 2016
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SIDERURGIA Y ACERIA
Introducción
Dr. Ing. Robinson A. Constanzo Rojas
Marzo de 2016
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¿Qué es la metalurgia?
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“Conversión, aparentemente milagrosa, de tierras opacas ametales brillantes era la esencia del misterio alquímico; nohabía ciencia de los metales para racionalizar e iluminar el
mundo medieval de la fórmula secreta para templar losmetales y combinar las aleaciones….”
“Un arte antiguo y misterioso….”
“El Arte y la Ciencia de producir metales y aleaciones conformas y propiedades adecuadas para el uso….”
“Técnica peligrosa y sucia, indigna de los intelectuales y delas refinadas elegancias….”
“Disciplina basada en operaciones de preparación de minerales
y extracción que involucra procesos físicos y químicos paraobtener un concentrado mineral o metal, y un entendimientoclaro de la estructura y propiedades de metales y aleaciones”
¿Qué es la metalurgia?
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¿Quiénes fueron los primeros metalúrgicos?
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¿Quiénes fueron los primeros metalúrgicos?
Prehistóricos en la edad de los metales Primeras armas Egipcios luchando
Utensilios
Griegos Utensilios
Romanos
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Etapas de la edad de los metales
¿Quiénes fueron los primeros metalúrgicos?
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¿Qué es un acero?
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Propiedades generales
- Excelentes características mecánicas y estructurales en relación con su peso.
- Excelentes calidades técnicas y de fabricación: Fácil de conformar, ensamblar,recubrir, etc.
Es una aleación de hierro-carbono y otros elementos tales como P, S, Si(no metálicos) y Mn, Ti, Cr, Va, Ni, Mo,.... (metálicos)
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Historia y aplicaciones del hierro/acero
Ejemplos de herramientasencontradas en Europa del Este
fabricadas en hierro alrededor del
año 500 A.C.
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ÓxidosHematita(Fe2O3)Magnetita(Fe3O4)
Hidróxidos:
Limonita FeO(OH)*nH2OGoethita Fe(OH)H2O
Carbonatos:Siderita (FeCO3)Pirita (FeS2)
Olivino (fayalita (Fe2SiO4))
El camino hacia el acero: Minerales de hierro
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El camino hacia el acero: Minerales de hierro
Hematita LimonitaMagnetita Siderita
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El camino hacia el acero: Minerales de hierro
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El camino hacia el acero: Yacimientos en Chile
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CAP
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METALURGIA EXTRACTIVA DE
MINERALES DE HIERRO
¿ ?
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El camino hacia el acero: Elemento reductor
Carbón mineral
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METALURGIA EXTRACTIVA DEL MINERAL
DE CARBÓN
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El camino hacia el acero: Siderúrgica
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Hacia el camino del acero: Alto horno
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Hacia el camino del acero: Esquema de proceso
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Hacia el camino del acero: Esquema de proceso
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Hacia el camino del acero: Esquema de proceso y productos
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Hacia el camino del acero: Esquema de proceso y productos
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Diagrama Fe- C: Estructuras
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Diagrama Fe- C: Estructuras
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Hierros: Es normal denominar así a
aleaciones hierro-carbono con bajo contenidode éste último,menor de un 0.008%.
Aceros: El contenido de carbono está en el intervalo entre el 0.008% y el 2.11%.
Fundiciones: El contenido mínimo de carbono es relativamente alto,
de
aproximadamente un 2%, mientras que el
contenido práctico máximo esde aproximadamente un 4.3%. El elevado porcentaje de carbono hace que estasaleaciones sean, en general, frágiles y poco dúctiles.
El carbono es un soluto intersticial para el hierro y forma solucione sólidas con laferrita y la austenita.
Aunque este en muy poca proporción el carbono
tiene una gran influencia en laspropiedades de la ferrita
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Diagrama Fe- C: Estructuras
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En el eje derecho del diagrama la composición de
carbono es de un 6.7%, valor quecoincide con el necesario para formar el compuesto intermetálico carburo dehierro (Fe3C) o cementita. La parte de interés industrial del diagrama de faseshierro-carbono se denomina diagrama de fases hierro-carburo de hierro debido aque a todos los efectos el carburo de hierro se puede considerar como una de lascomponentes.
La importancia práctica de este compuesto
radica en que, desde un punto de vistamecánico, es duro y frágil, por lo que su presencia va a aumentar la resistenciamecánica (endurecimiento por dispersión).
Por otra parte, y desde un punto de vista estructural, la cementita es uncompuesto termodinámicamente metaestable; no obstante, debido a que suvelocidad de descomposición (en ferrita y carbono) es extremadamente lenta, el
diagrama de fases puede
considerarse válido a todos los efectos.
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Diagrama Fe- C: Estructuras
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Transformaciones cristalinas del hierro (Alotropía ypolimorfismo)
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Los aceros sufren modificacionescristalinas en fase sólida que modifican lasdistancias intercristalinas, lo que implicaexpansiones y contracciones conreubicación de átomos de carbono.
- En proceso de solidificación hasta los1400 ºC se produce la transición desde
Fe hasta austenita Fe, produciéndoseuna expansión en el volumen.
- A 910 ºC se produce una nuevatransformación desde austenita () a
ferrita (), produciéndose ahora unacontracción.
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Diagrama Fe-C: Reacción eutectoide
. a) Proceso de enfriamiento lento para un acero eutectoide.
b) estructura de la perlita (aumentos x500).
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Diagrama Fe-C: Fundición blanca
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Termodinámica en acería
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Proceso de desoxidación de Fe con Al
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Clasificación y usos de los aceros