CLASIFICACION DE LOS ACEROS

(según normas SAE)

SAE clasifica los aceros en: al carbono, de media aleación, aleados, inoxidables, de alta resistencia, de

herramientas, etc.

Aceros al carbono

10XX donde XX es el contenido de C

Ej.: SAE 1010 (0,08—0,13 %C)

SAE 1040 (O,3~—0,43 %C)

Los demás elementos presentes no están en porcentajes de aleación:

P máx = 0,04%

S máx = 0,05%

Mn = 0,30—0,60% para aceros de bajo carbono (<0.30%C)

0,60—0,90% para aceros de alto carbono (>0,60%C) y aceros al C para cementación.

1- Aceros de muy bajo % de carbono (desde SAE 1005 a 1015)

Se seleccionan en piezas cuyo requisito primario es el conformado en frío.

Los aceros no calmados se utilizan para embutidos profundos por sus buenas cualidades de

deformación y terminación superficial. Los calmados son más utilizados cuando se necesita forjarlos o

llevan tratamientos térmicos.

Son adecuados para soldadura y para brazing. Su maquinabilidad se mejora mediante el estirado

en frío. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si después del

formado en frío se los calienta por encima de 600ºC.

2- Aceros de bajo % de carbono (desde SAE 1016 a 1030)

Este grupo tiene mayor resistencia y dureza, disminuyendo su deformabilidad. Son los

comúnmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utilizan para forjas. Su respuesta al

temple depende del % de C y Mn; los de mayor contenido tienen mayor respuesta de núcleo. Los de

más alto % de Mn, se endurecen más convenientemente en el núcleo y en la capa.

Son aptos para soldadura y brazing.

La maquinabilidad de estos aceros mejora con el forjado o normalizado, y disminuye con el

recocido.

3- Aceros de medio % de carbono (desde SAE 1035 a 1053)

Estos aceros son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecánicas más

elevadas y frecuentemente llevan tratamiento térmico de endurecimiento.

Se utilizan en amplia variedad de piezas sometidas a cargas dinámicas. El contenido de C y Mn,

depende de una serie de factores. Por ejemplo, cuando se desea incrementar las propiedades

mecánicas, la sección o la templabilidad, normalmente se incrementa el % de C, de Mn o de ambos.

Los de menor % de carbono se utilizan para piezas deformadas en frío, aunque los estampados se

encuentran limitados a plaqueados o doblados suaves, y generalmente llevan un recocido o

normalizado previo.

Todos estos aceros se pueden aplicar para fabricar piezas forjadas y su selección depende del

tamaño y propiedades mecánicas después del tratamiento térmico. Los de mayor % de C, deben ser

normalizados después de forjados para mejorar su maquinabilidad.

Son también ampliamente usados para piezas maquinadas, partiendo de barras laminadas.

Dependiendo del nivel de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas térmicamente. 2

Pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rápido

calentamiento y enfriamiento.

4- Aceros de alto % de carbono (desde SAE 1055 a 1095)

Se usan en aplicaciones en las que es necesario incrementar la resistencia al desgaste y altas

durezas que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de C.

En general no se utilizan trabajados en frío, salvo plaqueados o el enrollado de resortes.

Prácticamente todas las piezas son tratadas térmicamente antes de usar, debiéndose tener especial

cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras.

Aceros de media aleación

Aceros al Mn

15XX

El porcentaje de Mn varía entre 1,20 y 1,65, según el %C.

Ej.: SAE 1524 1,20—1,50 %Mn para construcción de engranajes

SAE 1542 1,35—1,65 %Mn para temple

Aceros de fácil maquinabilidad o aceros resulfurados

11XX 12XX

Son aceros de alta maquinabilidad; la presencia de gran cantidad de sulfuros genera viruta pequeña y, al

poseer los sulfuros alta plasticidad, actúan como lubricantes internos. No son aptos para soldar,

tratamientos térmicos, ni forja debido a su bajo punto de fusión.

Ej; SAE 11XX : 0,08—0,13 %S

SAE 12XX : 0,24—0,33 %S

Para disminuir costos, facilitando el maquinado, se adicionan a los aceros al C de distintos % de C

y Mn, elementos como el azufre (S), fósforo (P) y plomo (Pb). Esto significa un sacrificio en las

propiedades de deformado en frío, soldabilidad y forjabilidad, aunque el plomo tiene poco efecto en estas

características. Pueden dividirse en tres grupos:

GRUPO I (SAE 1110, 1111, 1112, 1113, 12L13, 12L14, y 1215)

Son aceros efervescentes de bajo % de carbono, con excelentes condiciones de maquinado.

Tienen el mayor contenido de azufre; los 1200 incorporan el fósforo y los L contienen plomo.

Estos tres elementos influyen por diferentes razones, en promover la rotura de la viruta durante el

corte con la consiguiente disminución en el desgaste de la herramienta.

Cuando se los cementa, para lograr una mejor respuesta al tratamiento, deben estar calmados.

GRUPO II (SAE 1108, 1109, 1116, 1117, 1118 y 1119)

Son de bajo % de carbono y poseen una buena combinación de maquinabilidad y respuesta al

tratamiento térmico. Por ello, tienen menor contenido de fósforo, y algunos de azufre, con un incremento

del % de Mn, para aumentar la templabilidad permitiendo temples en aceite.

GRUPO III (SAE 1132, 1137, 1139, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146 y 1151)

Estos aceros de medio % de carbono combinan su buena maquinabilidad con su respuesta al

temple en aceite. 3

Aceros aleados para aplicaciones en construcciones comunes

Se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento excede uno o más de

los siguientes límites:

‰ 1,65% de manganeso

‰ 0,60% de silicio

‰ 0,60% de cobre

‰ o cuando hay un % especificado de cromo, níquel, molibdeno, aluminio, cobalto,

niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zirconio

Se usan principalmente cuando se pretende:

• desarrollar el máximo de propiedades mecánicas con un mínimo de distorsión y fisuración

• promover en un grado especial: resistencia al revenido, incrementar la tenacidad, disminuir la

sensibilidad a la entalla

• mejorar la maquinabilidad en condición de temple y revenido, comparándola con un acero de igual

% de carbono en la misma condición

Generalmente se los usa tratados térmicamente; el criterio más importante para su selección es

normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite.

Al Ni 23XX 25XX

El Ni aumenta la tenacidad de la aleación; pero como no se puede mejorar la templabilidad, debe

adicionarse otro elemento aleante (Cr, Mo). Por este motivo prácticamente no se utilizan. La temperatura

de transición dúctil-frágil baja de -4ºC para aceros al C hasta -40ºC

Al Cr-Ni 31XX 32XX 33XX 34XX

El conocido en Argentina es el SAE 3115 (1,25 %Ni y 0,60 a 0,80 %Cr). Gran tenacidad y templabilidad;

pero el excesivo Ni dificulta la maquinabilidad.

Al Mo 4OXX 44XX

Aumenta levemente la templabilidad.

Al Cr-Mo 41XX

Poseen 1,00 %Cr y 0,15 a 0,30 %Mo. Se utilizan para nitrurado, tornillos de alta resistencia, etc.

Al Cr-Ni-Mo 86XX

Poseen 0,40 a 0,70 %Cr, 0,40 a 0,60 %Ni y 0,15 a 0,30 %Mo. Son las aleaciones más usadas por su

buena templabilidad. Por ejemplo:

SAE 8620 para cementación

SAE 8640 para temple y revenido

Al silico—Mn 92XX

Poseen aproximadamente 1,40 %Si y 1,00 %Mn.

Son aceros para resortes; tienen excelente resistencia a la fatiga y templabilidad. (Para resortes menos

exigidos se utiliza el SAE 1070).

Según sus aplicaciones se los clasifica en dos grupos:

a) De bajo % de carbono, para cementar

1) De baja templabilidad (series SAE 4000, 5000, 5100, 6100 y 8100) 4

2) De templabilidad intermedia (series SAE 4300, 4400, 4500, 4600, 4700, 8600 y 8700)

3) De alta templabilidad (series SAE 4800 y 9300).

Estos últimos se seleccionan para piezas de grandes espesores y que soportan cargas mayores.

Los otros para piezas pequeñas, de modo que en todos los casos el temple se pueda efectuar en aceite.

La dureza del núcleo depende del % de C básico y de los elementos aleantes. Esta debe ser

mayor cuando se producen elevadas cargas de compresión, de modo de soportar las deformaciones de la

capa. Cuando lo esencial es la tenacidad, lo más adecuado es mantener baja la dureza del núcleo.

Necesidad de núcleo Acero SAE

Baja templabilidad 4012, 4023, 4024, 4027, 4028, 4418, 4419, 4422, 4616, 4617,

4626, 5015, 5115, 5120, 6118 y 8615

Media templabilidad 4032, 4427, 4620, 4621, 4720, 4815, 8617, 8620, 8622 y 8720

Alta templabilidad 4320, 4718, 4817, 4820, 8625, 8627, 8822, 9310, 94B15 y 94B17

b) De alto % de carbono, para temple directo.

1) Contenido de carbono nominal 0,30-0,37 %: pueden templarse en agua para piezas de secciones

moderadas o en aceite para las pequeñas. Ejemplos de aplicación: bielas, palancas, puntas de

ejes, ejes de transmisión, tornillos, tuercas.

Baja templabilidad SAE 1330, 1335, 4037, 4130, 5130, 5132, 5135, y 8630.

Media templabilidad SAE 4135, 4137, 8637 y 94B30.

2) Contenido de carbono nominal 0,40-0,42 %: se utilizan para piezas de medio y gran tamaño que

requieren alto grado de resistencia y tenacidad. Ejemplos de aplicación: ejes, paliers, etc., y piezas

de camiones y aviones.

Baja templabilidad SAE 1340, 4047 y 5140.

Media templabilidad SAE 4140, 4142, 50B40, 8640, 8642 y 8740.

Alta templabilidad SAE 4340.

3) Contenido de carbono nominal 0,45-0,50 %: se utilizan en engranajes y otras piezas que

requieran alto dureza, resistencia y tenacidad.

Baja templabilidad SAE 5046, 50B44, 50B46 y 5145.

Media templabilidad SAE 4145, 5147, 5150, 81B45, 8645 y 8650.

Alta templabilidad SAE 4150 y 86B45.

4) Contenido de carbono nominal 0,50-0,60 %: se utilizan para resortes y herramientas manuales.

Media templabilidad SAE 50B50, 5060, 50B60, 5150, 5155, 51B60, 6150, 8650,

9254, 9255 y 9260.

Alta templabilidad SAE 4161, 8655 y 8660.

5) Contenido de carbono nominal 1,02 %: se utilizan para pistas, bolillas y rodillos de cojinetes y

otras aplicaciones en las que se requieren alta dureza y resistencia al desgaste. Comprende tres

tipos de acero, cuya templabilidad varía según la cantidad de cromo que contienen.

Baja templabilidad SAE 50100

Media templabilidad SAE 51100

Alta templabilidad SAE 52100 5

Aceros inoxidables

a) Austeníticos

AISI 302XX 303XX donde XX no es el porcentaje de C

17-19 % Cr 8-13 % Cr

4-8 % Ni 8-14 % Ni

6-8 % Mn

No son duros ni templables, poseen una alta capacidad de deformarse plásticamente. El más

ampliamente utilizado es el 304.

A esta categoría pertenecen los aceros refractarios (elevada resistencia a altas tempera-turas). Ej:

30330 (35% Ni, 15% Cr)

b) Martensíticos

AISI 514XX

Contienen 11 a 18 % Cr; son templables; para durezas más elevadas se aumenta el % Cr

(formación de carburos de Cr). Se usan para cuchillería; tienen excelente resistencia a la corrosión.

c) Ferríticos

AISI 514XX 515XX

Poseen bajo % de C y alto Cr (10-27 %)de manera de reducir el campo γ y mantener la estructura

ferrítica aún a altas temperaturas.

Aceros de alta resistencia y baja aleación

9XX donde XX .10

3

lb/pulg

2

, es el límite elástico del acero.

Ej; SAE 942

Son de bajo % de C; aleados con Va, Nb, N, Ti, en aproximadamente 0,03% c/u, de manera que

precipitan carbonitruros de Va, Nb, Ti que elevan el límite elástico entre 30 y 50 %.

Presentan garantía de las propiedades mecánicas y ángulo de plegado. Son de fácil soldabilidad y

tenaces. No admiten tratamiento térmico.

ACEROS PARA HERRAMIENTAS

W: Templables a! agua: no contienen elementos aleantes y son de alto % de carbono (0,75 a 1.00%). Son

los más económicos y se utilizan Principalmente en mechas. En general tienen limitación en cuanto al

diámetro, debido a su especificación de templabilidad.

Para trabajo en frlo:

0 Sólo son aptos para trabajo en frío pues al aumentar la temperatura disminuye la dureza.

A templados al aire. No soportan temple en aceite pues se figurarían; se usan para formas intrincadas

(matrices) pues el alto contenido de cromo otorga temple homogéneo.

D alta aleación. Contienen alto % de carbono para formar carburos de Cr (1,10-1,80 %C). Gran

resistencia al desgaste.

Para trabajo en caliente: H

Aceros rápidos: T en base a tungsteno

M en base a molibdeno

Los tres mantienen su dureza al rojo (importante en cuchillas); tienen carburos estables a alta temperatura;

el Cr aumenta la templabilidad ya que se encuentra disuelto; el tungsteno y el molibdeno son los 6

formadores de carburos. El más divulgado es el conocido como T18-4—1, que indica contenidos de W, Cr

y Mo respectivamente.

S: Aceros para herramientas que trabajan al choque. Fácilmente templables en aceite. No se pueden

usar en grandes seccione o formas intrincadas.

Materiales - Presentation Transcript1. La manufactura es un mecanismo para la • transformación de materiales en artículos útiles para lasociedad. También es considerada como la estructuración y

organización de acciones que permiten a un sistema lograr una tarea determinada. Clasificación de los procesos de • manufactura De manera generallos procesos de •

manufactura se clasifican en cinco grupos:2. Tomado de http://motor.terra.es/addon/img/motor/a82eb4materiales003p.jpg

3. Clasificación de los procesos de manufactura Metalurgia extractiva Fundición Formado en frío y caliente Metalurgia de polvos Procesos que cambian la forma del material

Moldeo de plástico Procesos que provocan desprendimiento de Métodos de maquinado convencional viruta por medio de máquinas Métodosde maquinado especial

Con desprendimiento de viruta Procesos que cambian las superficies Por pulido Por recubrimiento Procesos para el ensamblado de materiales Uniones permanentes

Uniones temporales Procesos para cambiar las propiedades físicas Temple de piezas Temple superficial4. clasificación de los materiales • La manera más general de clasificación de los • materiales es lasiguiente: • Metálicos • Ferrosos • No ferrosos • No metálicos •

Orgánicos • Inorgánicos5. Son aquellos que están compuestos básicamente } por uno o más metales. También pueden contener otros materiales como el carbono. • Los materiales metálicos cuyo

componente principal es el hierro son llamados materiales ferrosos. Son ejemplos de estos el hierro y el acero. Acero Hierro • Los materiales metálicos obtenidos a

partir de otros metales son llamados materiales no ferrosos. Cinc Cobre6. Una aleación es un material metálico que se obtiene } al mezclar y fundida y dejar que solidifique una mezcla de un metal con otros materiales, casi siempre otros

metales. El producto resultante tiene características metálicas } y alguna propiedad que no tenían los componentes por separado. El latón, por ejemplo, es una

mezcla de cobre y cinc } y resulta más duro y con resistencia eléctrica. Aleaciones Latón7. Formas comerciales más habituales de materiales } metálicos son: Largos: barras cuadradas o redondas y alambres. } Planos: superficies de diferentes espesores, las

más } finas se denominan chapas. Perfiles: barras con formas especiales: en u, } triangular, ... Lingotes: bloques obtenidos al vaciar metal líquido en } un molde. Largos

Planos Perfiles Lingotes8. Los metales no suelen aparecer puros, sino combinados } con otros elementos y formando minerales:La Minería se encarga de extraer minerales metálicos o }

menas. La Metalurgia trata de los metales elaborados y sus } propiedades. ◦ Calcinación y tostación: es un proceso para obtener metales libres o puros calentando las

menas en hornos y eliminando los óxidos que se producen. ◦ Electrolisis: es un proceso para obtener metales libres fundiendo el mineral, introduciendo en la fundición

dos electrodos y haciendo circular una corriente eléctrica de modo que el metal puro se deposita en un electrodo. Minería electrolisis Hornos de fundición9. El proceso siderúrgico, a grandes rasgos, transcurre en las siguientes etapas. 1. Extracción del mineral 5. B) Transformación del arrabio en Hierro dulce o

fundición de hierro 2. Separación de menas y gangas 5. A) Transformación del 3. Calcinación arrabio en acero 4. Separación de Escoria y arrabio10.Metales Ferrosos • Los metales ferrosos como su nombre lo indica su • principal componente es el hierro, sus principales características son su gran resistencia

a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio. Los principales productos

representantes de los materiales • metálicos son: Fundición de hierro gris • Hierro maleable • Aceros • Fundición de hierro blanco • Su temperatura de fusión

va desde los 1360ºC hasta los • 1425ªC y uno de sus principales problemas es la corrosión.11.Es hierro puro en un 99,9 % o más. } Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta muy } difícil deobtener. También se llama hierro forjado por que es muy } dúctil y

maleable. Se emplea en trabajos de forja y para construir } electroimanes y transformadores eléctricos. Trabajo en forja Electroimán Transformador12.Los aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 0´03 y el } 1´76 %) a las que se añaden otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc.) según las

propiedades del tipo de acero que se desee lograr.Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos de aceros: ◦ Aceros comunes. Hechos sólo con hierro y

carbono. Son muy fáciles de soldar y poco resistentes a la corrosión. Se emplean en estructuras, clavos, tornillos, herramientas, ... ◦ Aceros aleados. Hechos con hierro,

carbono y otros elementos.Muy resistentes a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean para fabricar instrumentos y piezas especiales. Acero

común Aceros aleados

13.Las fundiciones son aleaciones de hierro y carbono (entre el 1`76 y el 6´67 %) . Al tener más carbono resisten mejor la corrosión y los cambios de temperatura. Son

fáciles de moldear y se emplean en lafabricación de piezas de gran tamaño. Se clasifican en: ◦ Fundiciones ordinarias. Hechos sólo con hierro y carbono y alguna

pequeña parte de otro material. No se pueden trabajar en la forja. ◦ Fundiciones aleadas. Hechos con hierro, carbono y otros elementos con los cuales mejoran sus

propiedades. Fabricados con fundición14.Metales no Ferrosos Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, } sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su

costo es alto en comparación a losmateriales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamientose han logrado abatir

considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años. Los principales metales no ferrosos utilizados

en la manufactura son: } � Aluminio � Cobre � Magnesio � Níquel � Plomo � Titanio � Zinc Los metales no ferrosos son utilizados en lamanufactura como elementos

} complementarios de los metales ferrosos, también son muy útiles comomateriales puros o aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería

cubren determinadas exigencias o condiciones de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc).15.Los materiales no férricos son más caros y difíciles de obtener que los } férricos, sin embargo presentan algunas propiedades que los hacen necesarios: son más

difíciles de oxidar, conducen mejor laelectricidad y el calor, funden a temperaturas más bajas, son más fáciles de mecanizar, etc. Se clasifican en: ◦ Metales pesados.

Su densidad es igual o mayor a 5 Kg./dm3. Entre ellos están el cobre, el plomo, el cinc, el estaño, el níquel, el mercurio, el volframio, etc. ◦ Metales ligeros. Su densidad

es entre 2 y 5 Kg./dm3. Son ejemplos el aluminio y el titanio. ◦ Metales ultraligeros. Con densidad menor de 2 . El magnesio es el más utilizado en la industria. Metales

pesados. zinc, cobre, mercurio, volframio. Metales ligeros. Metales ultraligeros. Aluminio y titanio. Magnesio natural y elaborado16.El cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la } corrosión, conduce bien el calor y laelectricidad, es muy dúctil y

maleable. Se obtiene de minerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc.

Hoy se usa en conductores eléctricos, alambiques, y conducciones de gas y agua, así como otros usos en construcción. Sus aleaciones principales son: ◦ Los bronces.

Aleaciones de cobre y estaño, tanto más duras cuanto más estaño contienen. ◦ Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones, tornillos,

válvulas degas y agua, bisagras, etc.. Minerales de cobre. Cobre. Bronce. Latones. Cuprita, calcopirita y malaquita.17.El aluminio es un metal de color plateado claro, es } muy resistente a la oxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y

fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita. Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes como } el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se fabrican productos

muy variados, desde latas de refrescos como fuselajes de aviones, ventanas, maquinaria, etc. Bauxita. Productosde aluminio.18.El estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fácil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y en caliente se torna

quebradizo. Se obtiene de la casiterita. Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. También para recubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para

recubrir el cobre, pues al no ser tóxico puede usarse en instrumentos de alimentación. Productos de estaño, hojalata y otras Casiterita. aleaciones.19.El cinc es un metal blando de color blanco azulado, } resistente a la intemperie. Se obtiene de la blenda.Se emplea en la fabricación de recipientes, canalones } y

planchas para cubiertas. También para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos: ◦ Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un baño de cinc fundido. ◦

Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis. Blenda. Chapa de hierro Nave decincado. galvanizado.20.Materiales no Metálicos } Materiales de origen orgánico � Materiales de origen inorgánico � Materiales orgánicos Son así considerados cuando contienen células de }

vegetales o animales. Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tretracloruros, no sedisuelven en el agua y no soportan

altas temperaturas. Algunos de los representantes de este grupo son: Plásticos € Productos del petróleo € Madera € Papel € Hule Piel 21.Materiales de origen inorgánico • Son todos aquellos que no proceden de células • animales o vegetal o relacionados con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en

el agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la manufactura son: • Los minerales •

El cemento • La cerámica • El vidrio • El grafito (carbón mineral)22.Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras,dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra

En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales.

Malla cúbica de Malla cúbica de cara Malla hexagonal cuerpo centrado centrada compacta

23.La malla cúbica de cuerpo de cuerpo } centrado. Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa. Tiene átomos en cada

uno de los vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno.24.La malla cúbica de cara centrada aparece en el • hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente a 910ºC, se conoce como hierro gamma. Tiene átomos

en los vértices y en cada una desus caras, su cambio es notado además de por los rayos X por la modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y

por las distancias intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio,la plata, el cobre, el oro, el níquel, el plomo y el platino son algunos de los metales que tienen

esta estructurade malla.25.La malla hexagonal compacta se encuentra en • metales como el berilio, cadmio, magnesio, y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad,

es frágil. Modificar a una malla de un metal permite la participación de más átomos en una sola molécula, estos átomos pueden ser de un material aleado como el

carbón en el caso del hierro, lo que implica que se puede diluir más carbón en un átomo dehierro26.Algunas de las aleaciones más utilizadas en los procesos de manufactura son: Latón rojo o amarillo (cobre zinc) } Bronce (cobre, estaño, zinc, plomo) } Aluminio, cobre,

magnesio, silicio y zinc } Hierro, carbón, cobalto, tungsteno, vanadio, } etc. Cobre, oro, plata }27.hierros y aceros • De acuerdo al diagrama de hierro, hierro, • carbono el hierro puede aceptardeterminadas cantidades de carbón diluidas, estas cantidades nunca son

superiores al 4%. En los casos en los que se rebasa el 4% de carbón el hierro es de muy baja calidad. Los hierros más utilizados en losprocesos de • manufactura

son los siguientes: Hierro dulce C < 0.01 • Aceros C entre 0.1 y 0.2 % • Hierro fundido C > 2.0% pero < 4.0% •28.Algunos ejemplos de los materiales producidos • con los diferentes hierros: Fierro quot;puroquot;. Por lo regular es utilizado para la • generación de aleaciones

especiales. Hierro forjado. Lámina negra o material para la • formación de objetos por medio de laminado o forja. Acero. Materiales con requerimientos especiales

• de resistencia a la tracción, fricción y tenacidad. Hierro fundido. Artículos sin gran calidad pero • con gran dureza y muy frágiles.29.Los materiales metálicos: } conducen bien el calor y la electricidad. } Su aspecto presenta un cierto brillo. } A temperatura ambiente suelen ser sólidos, excepto el }

mercurio. Funden a la temperatura que llamamos punto de fusión. } Son maleables y dúctiles. Los que más el oro, la plata y } el cobre. Conductores Se funden Mercurio

Oro nativo Plata nativa Cobre30.propiedades de los metales • Las principales propiedades de los materiales incluyen • densidad, presión de vapor, expansión térmica, conductividad térmica,

propiedades eléctricas y magnéticas, así comolas propiedades de ingeniería. En los procesos de manufactura son de gran importancia • las

propiedadesde ingeniería, de las que destacan las siguientes: Resistencia a la tensión • Resistencia a la compresión • Resistencia a la torsión • Ductilidad • Prueba al

impacto o de durabilidad • Dureza •31.es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Bajo tensión, un material suele estirarse, y recupera su longitud original

si la fuerza no supera el límite elásticodel material (véase Elasticidad). Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y

cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material.32.es una presión que tiende a causar una } reducción de volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladura o torsión, actúan simultáneamente

fuerzas de tensión y de compresión. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.33.es una deformación permanente gradual causada por una } fuerza continuada sobre un material. Losmateriales sometidos a altas temperaturas son especialmente

vulnerables a esta deformación. La pérdidade presión gradual de las tuercas, la combadura de cables tendidos sobre distancias largas

o ladeformación de los componentes de máquinas y motores son ejemplos visibles de plastodeformación. En muchos casos, esta deformación lenta cesa porque la fuerza

que la produce desaparece a causa de lapropia deformación. Cuando la plastodeformación se prolonga durante mucho tiempo, el material acaba rompiéndose.34.puede definirse como una fractura progresiva. Se produce } cuando una pieza mecánica está sometida a un esfuerzo repetido o cíclico, por ejemplo una vibración.

Aunque el esfuerzo máximo nunca supere el límite elástico, el material puede romperse incluso después de poco tiempo. En algunos metales, como las

aleaciones de titanio, puede evitarse la fatiga manteniendo la fuerza cíclica por debajo de un niveldeterminado. En la fatiga no se observa ninguna deformación

aparente, pero se desarrollan pequeñas grietas localizadas que se propagan por el material hasta que la superficie eficaz que queda no puedeaguantar el esfuerzo

máximo de la fuerza cíclica. El conocimiento del esfuerzo de tensión, los límites elásticos y la resistencia de los materiales a la plastodeformación y la fatiga son

extremadamente importantes en ingeniería.35.Deformaciones derivadas de fuerzas externas

36.Resistencia a la tensión

37.Resistencia a la compresión

38.Resistencia a la torsión

39. Ductilidad

40.Prueba al impacto o de durabilidad

41.Resistencia a la tensión • Se determina por el estirado de los dos extremos • de una probeta con dimensiones perfectamente determinadas y con marcas previamente

hechas. Al aplicar fuerza en los dos extremos se mide la • deformación relacionándola con la fuerza aplicada hasta que la probeta rebasa su límite de deformación

elástica y se deforma permanentemente o se rompe. Los resultados de las pruebasde resistencia a la • tensión se plasman en series de curvas que describen el

comportamiento de losmateriales al ser estirados.42.Varias de las características de ingeniería se • proporcionan con relación a la resistencia a la tensión. Así en algunas ocasiones se tienen referencias como las

siguientes: La resistencia al corte de un material es • generalmente el 50% del esfuerzo a la tensión. La resistencia a la torsión es alrededor del 75% • de laresistencia

a la tensión. La resistencia a la compresión de materiales • relativamente frágiles es de tres o cuatro veces la resistencia a la tensión.43.Dureza • Por lo regular se obtiene por medio del método • denominado resistencia a la penetración, lacual consiste en medir la marca producida por un penetrador con

características perfectamente definidas y una carga también definida; entre más profunda es la marca generada por el penetrador de menor dureza es el material.

Existen varias escalas de dureza, estas dependen • del tipo de penetradores que se utilizan y las normas que se apliquen. Las principales pruebas de dureza son

Rockwell, Brinell y Vickers.44.clasificación de los aceros } Con el fin de estandarizar la composición de los diferentes tipos de aceros } que hay en el mercado la Society of Automotive Engineers (SAE)

y el American Iron and Steel Institute (AISI) han establecido métodos para identificar los diferentes tipos de acero que se fabrican. Ambos sistemas son similares

para la clasificación. En ambos sistemas se utilizan cuatro o cinco dígitos para designar al tipo de} acero. En el sistema AISI también se indica el proceso de producción

con una letra antes del número. Primer dígito. Es un número con el que se indica el elemento predominante de aleación. 1= carbón, 2= níquel, 3=níquel cromo,

4=molibdeno, 5=cromo, 6=cromo vanadio, 8=triple aleación, 9 silicio magnesio. Elsegundo dígito. Es un número que indica el porcentaje aproximado en } peso del

elemento de aleación,señalado en el primer dígito. Por ejemplo un acero 2540, indica que tiene aleación de níquel y que esta esdel 5%. Los dígitos 3 y 4. Indican el

contenido promedio de carbono en centésimas, } así en el ejemplo anterior se tendría que un acero 2540 es un acero con 5% de níquel y .4% de carbón.45.Cuando en las clasificaciones se tiene una letra al • principio esta indica el proceso que se utilizó para elaborar el acero, siendo los prefijo los siguientes: A = Acero

básico de hogar abierto • B = Acero ácido deBessemer al carbono • C= Acero básico de convertidos de oxígeno • D = Acero ácido al carbono de hogar abierto • E =

Acero de horno eléctrico • A10XXX • A= Proceso de fabricación • 10 = Tipo de acero • X = % de laaleación del tipo de acero • X X= % de contenido de carbono en

centésimas. •46.EL TRATAMIENTO TÉRMICO El tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento deun metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades

físicas. Con el tratamiento térmico adecuado sepueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con

un interior dúctil.47.endurecimiento del acero • El proceso de endurecimiento del acero • consiste en el calentamiento del metal de manera uniforme a la temperatura correcta (ver

figura de temperaturas para endurecido demetales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada. El endurecimiento produce una estructura

granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad.48.El acero al carbono para herramientas se puede • endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, lacual se adquiere aproximadamente entre los 1450 °F y 1525 °F

(790 a 830 °C) lo cual se identifica cuando el metal adquiere el color rojo cereza brillante. Cuando se calienta el acero la perlita se combina con la ferrita, lo que produce

una estructura de grano fino llamada austenita. Cuando se enfría la austenita de manera brusca con agua, aceite o aire, se transforma en martensita, material que es

muy duro y frágil.49.temple (revenido) • Después que se ha endurecido el acero es muy • quebradizo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión

interior generada por el proceso deendurecimiento. Para contrarrestar la fragilidad se recomienda el temple del acero (en algunos textos a este proceso se le llama

revenido y al endurecido temple). Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con

un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura adecuada (ver tabla), para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla.50.TABLA DE TEMPERATURAS PARA TEMPLAR ACERO ENDURECIDO Color Grados F Grados C Tipos deaceros Paja claro 430 220 Herramientas como brocas, machuelos Paja

mediano 460 240 Punzones dados y fresas Paja obscuro 490 255 Cizallas y martillos Morado 520 270 Árboles y cinceles para madera Azul obscuro 570 300 Cuchillos y

cinceles para acero Azul claro 600 320 Destornilladores y resortes51.recocido • Cuando se tiene que maquinar a un acero • endurecido, por lo regular hay que recocerlo o ablandarlo. El recocido es un proceso para reducir los esfuerzos

internos y ablandar el acero. El proceso consiste en calentar al acero por arriba de su temperatura crítica y dejarlo enfriar con lentitud en el horno cerrado o envuelto en

ceniza, cal, asbesto o vermiculita.52.cementado • Consiste en el endurecimiento de la superficie • externa del acero al bajo carbono, quedando el núcleo blando y dúctil. Como el carbono es el que

genera la dureza en los aceros en el métodode cementado se tiene la posibilidad de aumentar la cantidad de carbono en los aceros de bajo contenidode carbono

antes de ser endurecido. El carbono se agrega al calentar al acero a su temperatura crítica mientras se encuentra en contacto con un material carbonoso. Los tres

métodos de cementación más comunes son: empacado para carburación, baño líquido y gas.53.Clasificación de las herramientas de corte • Las herramientas se pueden clasificar de • diferentes maneras, las más comunes responden a el número de filos, el

material del que están fabricadas, al tipo demovimiento que efectúa la herramienta, al tipo de viruta generada o al tipo de máquina en la que se utiliza. A

continuación se presenta un ejemplo de algunas herramientas y como pueden ser agrupadas para suclasificación.54.a. De un filo, commo los buriles de corte de los tornos o cepillos. Ver http://www.micromex.com.mx/princip.htm DE ACUERSO AL b. De doble filo en hélice, como las

brocas utilizadas para los taladros. NÚMERO DE Ver FILOS http://www.micromex.com.mx/catacar1.htm c. De filosmúltiples, como las fresas o las seguetas indefinidos

(esmeril) WS. Acero de herramientas no aleado. 1.5%de contenido de carbón. Soportan sin deformación o pérdida de filo . También se les conoce como acero al carbono.

SS. Aceros de herramienta aleados con wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Soporta hasta . También se les conoce como aceros DE ACUERDO AL rápidos.

TIPO DE HS. Metales duros aleados con cobalto, carburo de carbono, tungsteno, MATERIAL CON wolframio y molibdeno. Son pequeñas plaquitas que se unen a metales

QUE ESTÁN corrientes para que los soporten. Soportan hasta . FABRICADAS Diamante. Material natural que soporta hasta . Se utiliza como punta de algunas barrenas

o como polvo abrasivo. Materiales cerámicos. Se aplica en herramientas de arcilla que soportan hasta . Por lo regular seutilizan para terminados. Ver

http://www.micromex.com.mx/catacar3.htm#T00055.POR EL TIPO DE 1. Fijo. La herramienta se encuentra fija mientras el material a MOVIMIENTO trabajar seincrusta debido a su movimiento. Por ejemplo los DE CORTE

tornos, en los que la pieza gira y laherramienta está relativamente fija desprendiendo viruta. 2. Contra el material. La herramienta se mueve en contra del material,

mientras este se encuentra relativamente fijo, como en los cepillos. 3. En contra dirección. La herramienta y el material se mueven un en contra una del otro, como en el

esmerilado sobre torno. POR EL TIPO DE 1. Viruta continua, en forma de espiral. VIRUTA QUE 2. En forma de coma. GENERA 3. Polvo sin forma definida. POR EL

TIPO DE 1. Torno MÁQUINA EN 2. Taladro UTILIZA 3. Fresa 4. Cepillo 5. Broca56.TRAZADO. Antes de fabricar una pieza hay que } trazarla o dibujarla, con las medidas del croquis, sobre el material de partida. Se traza tratando de aprovechar el

material disponible lo mejor posible. Para piezas pequeñas se usarán retales. Las piezas grandes se dibujan lo más cerca posible de los bordes para nodesaprovechar

mucho material. Se traza con exactitud para fabricar la pieza correctamente. Se emplean útiles de dibujo sobre metal como la escuadra, la punta de trazar, la regla y el

compás de puntas Útiles detrazado sobre metales: compás, escuadra de 90º, escuadra de 120º, punta, regla metálica.

57.CORTE. El corte de piezas metálicas se realiza con } diferentes herramientas, cada una de las cuales tiene su modo de uso. Tijera de chapa. Sirve para cortar chapas

finas de latón u hojalata. Alicates. Empleados para cortar alambres no muy gruesos. Hay de diferentes tipos según sea la forma de la punta: universales, de corte,

planos, redondos, de punta curva, etc. Alicates: de corte, universal, de punta curva, deTijera para chapa. punta redonda y de punta plana.58.ASERRADO. El aserrado se realiza sobre alambres gruesos, varillas, chapas gruesas, tubos, perfiles, etc. Se emplea la sierra de arco cuyas hojas son intercambiables.

Cuanto más duro es el metal a cortar tanto más finos deben ser los dientes de la hoja que se emplee. Para el aserrado se procede del siguiente modo: 1º Se elige la hoja

2º Se sujeta la de sierra pieza fuertemente. adecuada. 3º Se sierra 4º Para cortar haciendo presión al chapas se colocan avanzar y entre dos piezas de levantando al

madera, que seretroceder, cortarán a la vez haciendo que la chapa, para movimientos largos evitar que ésta se y manteniendo la doble. sierra59.DEFORMACIÓN. El trabajo por deformación se realiza con las herramientas y las técnicas adecuadas al material que se esté trabajando. El trabajo con chapa exige

siempre el uso de guantes para evitar cortarse. Muchos alambres se pueden doblar con las manos, sin embargo los doblados de cierta precisión otrosdeben hacerse con

alicates. el uso de alicates. Si la chapa no es muy gruesa y se Si se pretende que quiere doblar en la pieza se doble ángulo diedro en forma de u, podemos redonda,

o de otra apoyarnos en el forma particular borde de la mesa debe usarse un de trabajo. molde Si la chapa es gruesa Para doblar chapas yse desea doblar en gruesas con

formas ángulo diedro debe especiales deben usarse un tornillo de usarselos moldes banco para sujetar, un sujetos al tornillo taco para amortiguar el de banco. golpe y

un martillo para golpear.60.TALADRADO Si la pieza es de Si la pieza a grosor considerable taladrar es fina será necesaria la puedehacerse con taladradora un punzón y un eléctrica con broca

martillo para metales. Para evitar que la broca sedesplace al iniciar el taladro se marcará el centro con un granete. Para hacer taladros perfectamente rectos e usan

soportes verticales para la taladradora o bien taladradoras de columna.61.LIMADO. Es la técnica que se emplea para rematar los cortes de las sierras, eliminar las rebabas, redondear cantos, aplanar o curvar superficies. Se realiza con limas. Las

limas son herramientas de acero templado con estrías en su superficie. Las limas son de formas muy variadas: planas, redondas, triangulares, cuadradas,

etc. Según la finura del trabajo a realizar las limas pueden tener el grano mayor o menor, dando lugar a limas finas, medias y bastas.62.UNIONES FIJAS. Remaches. Se usan para unir superficies de poco espesor. Son piezas fabricadas con materiales blandos y tenaces. Soldadura blanda. Es la unión

realizada con estaño fundido. Se puede unir piezas de cobre, latón u hojalata, pero no de aluminio Pegado. Hay muchos tipos de pegamentos, entre ellosestá el

termofusible realizado mediante barras aplicada con una pistola que las funde63.UNIONES DESMONTABLES. Tornillos y tuercas. Los hay con infinidad de formas y tamaños. A veces seusan con ellos arandelas que consiguen que la unión es más

robusta. Pasadores. Son piezas de metal que fijan las piezas en las que se colocan atravesados. Los hay de aletas, cónicos o bulones y planos o chavetas.

ACABADOS. Se usan para proteger de la humedad y de la consiguiente corrosión. La aplicación debarnices o pinturas requiere el alisado previo de la superficie.64.LAS LLAVES FIJAS. Las llaves fijas. Son herramientas que se emplean para apretar y aflojar tornillos y tuercas. Están formadas por un mango y una o dos bocas. Sus

formas dependen del uso para el que vayan a ser empleadas. Algunos tipos son: Llave en codo Llave en cruz Llave fija Llaves allen Llave de tubo Llaves torx Llave en

estrella65.Plegado. Se realiza en frío con máquinas plegadoras para obtener chapas onduladas y algunos perfiles metálicos. Embutición. Se realiza con embutidoras que son

prensas con las que, mediante un punzón o troquel, se da forma cóncava o hueca a una chapa gruesa . Estampación. Se realiza en frío dando forma a lapieza

presionándola entre dos moldes llamados estampas. Forja. Se realiza en caliente dando forma a las piezas mediante golpes con mazas y martillos.66.Trefilado. Se usa para obtener alambres y cables pasando un metal por orificios cada vez más estrechos en unas máquinas llamadas hileras. Laminación. Se usa para

obtener perfiles redondos , cuadrados o deotras formas pasando el material en caliente por dos rodillos con la forma adecuada. Los rodillos presionan y

arrastran la barra de metal. Extrusión. Se realiza empujando una masa plástica a través de una abertura que tiene una forma establecida. Así se logran barras y

perfiles de una forma similar al modo usado para hacer churros.67.En el moldeo se calienta el material hasta fundirlo para verterlo después en un molde que tiene la forma y el tamaño de la pieza que se desea fabricar. El moldeo

industrial logra temperaturas tan altas como para moldear piezas de acero y otros metales, cosa que no se puede lograr en el moldeo artesanal.

68.Volver al índice El corte por procedimientos mecánicos presenta dos variantes: Por chorro de agua que usa un finísimo chorro de agua proyectado a una presión muy

elevada. Se usa en alimentos congelados y chapas muy finas. Serrado que se lleva a cabo con sierras de cinta o de disco accionadas por máquinas especiales.69.El corte por procedimientos térmicos presenta tres variantes: Oxicorte se realiza con un soplete en el quese queman un gas combustible y un chorro de oxígeno. Láser

emplea un haz de luz muy concentrada logrando cortes finísimos y de gran precisión en cualquier material. Por arco emplea el calor producido por una corriente eléctrica

muy elevada.70.Los procesos con arranque de virutas también se llaman mecanizado podemos encontrarnos con lossiguientes procesos: Fresado mediante una Taladrado

es la fresadora se desplaza realización de orificios el material mediante la horizontalmente taladradora mientras la herramienta que lo corta gira. Torneado realiza piezas

Lijado se realiza con cilíndricas o cónicas una lijadora que arranca mediante un torno que partículas muy trabaja de modo similar pequeñas de material a la fresadora

logrando alisar así su superficie Rectificado es un acabado y pulido que se realiza en la rectificadora mediante un disco abrasivo llamado muela71.Buril: Útiles para el torno Conocidos como buriles o cuchillas de corte, los que pueden estar ubicados en torres, puentes de sujeción o fijadores múltiples. También

pueden estar fabricadas de un material barato y tener una pastilla de material de alta calidad.72.Los buriles se pueden clasificar de acuerdo a su uso, los } principale son: Útiles de desbaste: } rectos:derechos e izquierdos } curvos: derechos y curvos }

Útiles de afinado: } puntiagudos } cuadrados } Útilesde corte lateral derechos izquierdos Útiles de forma corte o tronzado forma curva roscar desbaste interior73.Producción de la Herramienta de Corte (Útil de Corte). La producción con herramientas de corte se hallaen constante evolución, y esta se puede apreciar por el

análisis de las velocidades de corte alcanzadas para un material en el transcurso del tiempo. 1915 Aceros rápidos 36 m/min. 1932 Carburos 120 m/min. 1968 Carburos

recubiertos 180 m/min. 1980 Cerámica 300 m/min. 1990 Diamante 530 m/in74.Norma. ISO. Descripción 401 Herramienta de cilindrada recta. 402 Herramienta de cilindrar acodada. 403 Herramienta de refrentar en ángulo. 404

Herramienta de ranurar. 406 Herramienta de refrentar de costado. 407 Herramienta de tronzar. 408 Herramienta de cilindrar interiormente. 409

Herramienta de refrentar en ángulo interior. 451 Herramienta de corte en punta. 452 Herramienta de filetear. 453 Herramienta de filetear interiormente. 454

Herramienta de cajear interiormente.75.Materiales de Construcción de Útil de Corte Nombre Temperatura Observaciones Acero al carbono 300° C Prácticamente ya no se usa. Acero alta velocidad 700° C HSS-

Acero rápido. Stelita 900° C Aleación. Prácticamente ya no se usa Carburos Metálicos 1000° C HM-Aglomerados y no aglomerados Cermet 1300° C Base de TiC, TiCN, TiN

Cerámicas 1500° C Al2O3 o Si3N4 Cerámicas mezcladas 1500° C Al2O3 + ZrO3 CBN 2000° C TiN/TaN/CBN (Nitruro cúbico de boro) Diamante 800° C PCD Polycrystaline

Diamond76.Materiales para herramientas de corte • Los materiales duros se han usado para • cortar o deformar otros metales durante miles de años. Si embargo, en los últimos 150

años se han inventado o desarrollado mejores materiales. Por lo general, a medida de que se descubrieron mejores materiales, se construyeron máquinas herramientas

más grandes y potentes con las que se pudo producir piezas con mayor rapidez y economía.77.1. Aceros al alto carbón } Los aceros al alto carbón o carbono, se han usado } desde hace mucho tiempo y se siguen usando para operaciones de maquinado de baja

velocidad o para algunas herramientasde corte para madera y plásticos. Son relativamente baratos y de fácil tratamiento térmico, pero no resisten usos rudos o

temperaturas mayores de 350 a 400 °C . Con acero al alto carbono se hacen machuelos, terrajas, rimas de mano y otras herramientas semejantes.78.Los aceros de esta categoría se endurecen } calentándolos arriba de la temperatura crítica, enfriándolosen agua o aceite, y templándolos según se necesite.

Cuando se templan a 325 °F la dureza puede llegar hasta 62-65 Rockwell C. Las herramientas de corte de acero al alto carbón se nitruran con frecuencia a temperaturas

que van de 930 a 1000 °F (500-540 °C) para aumentar la resistencia al desgaste de las superficies de corte, y reducir su deterioro. Nótese que las

herramientas de corte de acero al alto } carbón endurecido deben mantenerse frías mientras se afilan. Si aparece un color azul en la parte que se afila, es probable

que se haya reblandecido la herramienta y el filo no soporte la fuerza que se genera en el corte.79.2. Acero de alta velocidad • La adición de grandes cantidades de Tungsteno hasta • del 18%, a los aceros al carbono les permite conservar su dureza a mayores

temperaturas que los aceros simples al carbón, a estos aceros con aleación de menor del 20% de Tungsteno se les conoce como aceros de alta velocidad. Estas

herramientas mantienen su filo a temperaturas hasta de 1000 a 1100 °F (540-590°C), lo que permite duplicar, en algunos casos, su velocidad de corte. También

aumentan la duración y los tiempos de afilado, con todas estas ventajas se logró el desarrollo de máquinas herramientas más poderosas y rápidas, lo que generó mayor

productividad.80.El acero Básico 1841 (T-1) contiene el 10.5% de • tungsteno, 4.1% de cromo, 1.1% de vanadio, de 0.7 a 0.8 % de carbono, 0.3 % de manganeso, 0.3% de silicio y el

resto de hierro. Se han desarrollado variantes deesta aleación, las cuales tienen cobalto y de 0.7 a 0.8 % de molibdeno. Al aumentar el contenido de vanadio al

5%, se mejora la resistencia al desgaste. Los aceros de afta velocidad al tungsteno tienen hasta 12%, 10% de cobalto, en ese caso se llaman aceros de super alta

velocidad o aceros de alta velocidad al cobalto, porque aumenta la resistencia al calor..81.Los aceros de alta velocidad al molibdeno • contienen tan solo de 1.5 a 6.5 % de tungsteno, pero tienende 8 a 9 % de molibdeno, 4 % de cromo y 1.1 % de vanadio,

junto con 0.3% de silicio e igual cantidad demanganeso, y 0.8% de carbón. Los aceros de alta velocidad al molibdeno - tungsteno, que también seconocen como aceros

55-2, 86-3 y 66-4, contienen aproximadamente 6 % de molibdeno, 6 % de tungsteno y vanadio en proporciones que van del 2 al 4 %,

aproximadamente. Los aceros de alta velocidad se usan para • herramientas de corte de aplicación a materiales tanto metálicos como no metálicos.82.Aleaciones coladas } El término aleación colada o fundida se refiere a } materiales constituidos por un 50% de cobalto, 30% de cromo, 18% de tungsteno y

2% de carbono. Las proporciones de esos metales no ferrosos varía, pero el cobalto es el material dominante y las herramientas hechas de estas aleaciones, con

frecuencia se les llama quot;Stellitequot;, permanecen duras hasta 1500 °F. Su dureza aproximada es 60 a 62 Rockwell C. Esta herramientas se funden y moldean a su

forma.83.Por su capacidad de resistir calor y • abrasión, las aleaciones coladas se usan para ciertas partes demotores y turbinas de gas, y para herramientas de corte. También

son muy resistentes a la corrosión y permanecen tenaces hasta 1500 °F (815 °C), pero son más frágiles que los aceros de afta velocidad. También se les

conoce como herramientas de carburo sintetizado, son capaces de trabajar a velocidadesde corte hasta tres veces las del acero de alta velocidad.84.Herramientas de cerámica Las herramientas de cerámica para corte se } fabrican con polvo de óxidode aluminio, compactado y sintetizado en formas de insertos

triangulares, cuadrados o rectangulares. Sepueden sintetizar sin aglomerante o con pequeñas cantidades de algún vidrio. Se han estado usando durante tan solo de 30 a

35 años y no se pueden emplear con eficacia en máquinas herramientas de baja potencia. Se necesitan máquinas muy rígidas y de gran potencia para

aprovechar la resistencia al calordureza de estos materiales.85.Las herramientas de cerámica son muy duras, • y son químicamente Inertes, pero son más frágiles o quebradizas que los carburos u otros

materiales. Los Insertos de cerámica para herramienta se pueden fabricar con los métodos de prensado en frío o prensado en caliente, las herramientas prensadas en

frío secompactan a una presión de 40,000 a 50,000 psi y a continuación se sintetizan a temperaturas de 2000 a 3000 °F (1,100 a 1,650 °C).86.Ángulos, filos y fuerzas • El corte de los metales se logra por medio de • herramientas con la forma adecuada. Una herramienta sin los filos o ángulos bien seleccionados

ocasionará gastos excesivos y pérdida de tiempo. En casi todas las herramientas de corte existen de • manera definida: superficies, ángulos y filos. Las

superficies de los útiles de las herramientas son: • Superficie de ataque. Parte por la quela viruta sale de • la herramienta. Superficie de incidencia. Es la cara del útil

que se • dirige en contra de lasuperficie de corte de la pieza.

EQUIVALENCIA DE NORMAS INTERNACIONALES USADAS PARA IDENTIFICAR EL GRADO DE DUREZA DE LOS PERNOS

SAE: Society of Automotive Engineers

DIN: Deutsches Institut für Normung

ISO:International Organization for Standarization

ASTM: American Society for Testing and Materials

SAE DIN / ISO ASTM

SAE GRADO 2Acero de Bajo Carbono

DIN Clase 5.8Acero de Bajo Carbono

A 394 Tipo 0

SAE GRADO 5Acero de Medio Carbono Tratado Térmicamente

DIN Clase 8.8Acero de Medio Carbono Tratado Térmicamente

A 325 Tipo 1Acero de Medio Carbono Tratado Térmicamente

SAE GRADO 8Acero de Medio Carbono Aleado Tratado Térmicamente

DIN Clase 10.8Acero de Medio Carbono Aleado Tratado Térmicamente

A 495 Tipo 1Acero de Medio Carbono Aleado Tratado Térmicamente

Identificación de Pernos

Grado de Dureza

SAE 2 SAE 5 SAE 7 SAE 8

Marcas Sin Marcas 3 lineas 5 lineas 6 lineas

Material Acero al carbono Acero al carbono Acero al carbono templado Acero al carbono templado

Capacidad Tensión Mínima 74 libras por pulgada 120 libras por pulgada 133 libras por pulgada 150 libras por pulgada

Apriete de Pernos

Grado 2 2 5 5 7 7 8 8

Diámetro Pulgadas Hilos por pulgada SECO con Aceite SECO con Aceite SECO con Aceite SECO con Aceite

1/4 20 4 3 8 6 10 8 12 9

1/4 28 6 4 10 7 12 9 14 10

5/16 18 9 7 17 13 21 16 25 18

5/16 24 12 9 19 14 24 18 29 20

3/8 16 16 12 30 23 40 30 45 35

3/8 24 22 16 35 25 45 35 50 40

7/16 14 24 17 50 35 60 45 70 55

7/16 20 34 26 55 40 70 50 80 60

1/2 13 38 31 75 55 95 70 110 80

1/2 20 52 42 90 65 100 80 120 90

9/16 12 52 42 110 80 135 100 150 110

9/16 18 71 57 120 90 150 110 170 130

5/8 11 98 78 150 110 140 140 220 170

5/8 18 115 93 180 130 210 160 240 180

3/4 10 157 121 260 200 320 240 380 280

3/4 16 180 133 300 220 360 280 420 320

7/8 9 210 160 430 320 520 400 600 460

7/8 14 230 177 470 360 580 440 660 500

1 8 320 240 640 480 800 600 900 680

1 12 350 265 710 530 860 666 990 740

Variaciones del Torque

Apriete que se debe aplicar según el tipo de perno y la condición de lubricación.

Tipo de Perno Variación del Torque

Corriente Lubricado con Aceite Reducir 15 a 25%

Corriente con Teflon o Grasa Reducir 50%

Cromado Lubricado Sin Cambio

Plateado Cadmio Lubricado Reducir 25%

Plateado Zinc Lubricado Reducir 15%

Características de los pernos milimétricos

La resistencia del perno está determinada por su diámetro y por el material del cual está hecho. Las dimensiones del perno están descritas en más abajo.

La resistencia y tipo de acero del perno están marcados en alto relieve en la cabeza de los pernos. Los pernos de la serie milimétrica usados en mecánica están fabricados según las normas DIN 931 (y otros); mientras que los pernos usados en estructuras están fabricados según las normas DIN 6914 (y otras).

Designaciones para pernos según DINClase 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 6.9 8.8 10.9 12.9 14.9

Denominación antigua 4A 4D 4S 5D 5S 6S 6G 8G 10K 12K Resistencia estáticaRm = σB en N/mm2

nommín.

300330

400400

400420

500500

500520

600600

600600

800800

1,0001,040

1,2001,220

1,400

Límite de fluenciaRel = σS en N/mm2

nommín.

180190

240240

320340

300300

400420

480480

540540

Límite 0.2 %Rp0.2 = σ0.2% en N/mm2

nommín.

640640

900940

1,0801,100

1,260

Trabajo de resilencia en Joule

mín. 25 30 20 15

Alargamiento de rotura 25 22 14 20 10 8 12 12 9 8 7

(probeta corta) en %DurezaBrinell HB

mín.máx.

90209

114209

124209

147209

152209

181238

183238

219285

295363

353412

DurezaVickers HV

mín.máx.

95220

120220

130220

155220

160220

190250

194250

230300

310382

372434

DurezaRockwel HRB

mín.máx.

5295

6795

7195

7995

8295

8999

9099

DurezaRockwell HRC

mín.máx.

2030

3139

3844

Otras marcas en los pernos se refieren mayormente al fabricante.

Material para pernos y tuercas

Clase Fabricación del perno en: Fabricación de la tuerca en: Clase

Caliente Frío Torno Caliente Torno Clase

3.6 St34 St34 St34KG 4.6 St37, C15 St34, St37 St37KG, 9S20KG St37 St37KG, 9S20KG 4

5.6 St 50, C35 Cq22, Cq35 C35KG, 35S20KG St50, C35 St50KG, 35S20KG 5

6.8 St50K, C35K C35, C45 St50K, C35K 6

8.8 C35, C45 Cq35, Cq45 C35, C45 C35, C45, 35S20 8

10.9 41Cr4 41Cr4 12.9 42CrMo4 42CrMo4

Combinación ideal de pernos y tuercasPerno 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 10.9 12.9 14.9 4 5 6 8 10 12 14

ConvencionesPernos

• la primera cifra da el 1 % de la resistencia mínima a la tracción Rm (equivale a la resistencia estática σB) en N/mm2

• la segunda cifra da el décuplo de la relación entre la fluencia mínima Rel (equivalente al límite de

fluencia σS) y la resistencia mínima a la tracción

• ambas cifras multiplicadas entre sí dan el 10% del límite de fluencia mínima

• aparte de llevar estos dos grupos de números (separados por un punto), puede llevar la marca y/ó logotipo del fabricante

Tuercas

• la única cifra da el 1% de la tensión de prueba σL en N/mm2, que equivale a la resistencia mínima a la tracción Rm (resistencia estática σB) de un perno que se puede emparejar con esta tuerca, sin destruir la rosca durante la prueba.

• la mayor capacidad de carga (al menor costo) de un conjunto perno-tuerca está dada cuando coinciden el primer grupo de las marcas del perno y el de la tuerca.

Dimensión de las cabezas hexagonales y Allen

DIN 272Normal

Llave

Para tuercas Allen

D F F

M 2 4 1.5

M 2.3 4.5

M 2.6 5

M 3 5.5 2.5

M 3.5 6

M 4 7 3

M 5 7, 8, 9 4

M 6 8, 10 5

M 7 11 6M 8 10, 13 6M 10 13, 15, 17 8M 12 15, 18, 19, 21 10M 14 22, 23, 24 12M 16 21, 24, 26 14M 18 27 14M 20 27, 30, 34 17M 22 32, 34, 36, 41 17M 24 36, 41 19M 27 41, 46 19M 30 46, 50 22M 33 50, 55 24M 36 55, 60 27M 39 60, 65 30M 42 65 32M 45 70 36M 48 75 36M 52 80 41M 56 85 46

M 60 90 50M 64 95 55M 68 100 60M 72 105 65M 76 110 M 80 115 M 90 130 M100 145

NORMA SAE (pernos en pulgadas)

G°2Resis. Tracc.= 420 N/mm2Fluencia = 230 N/mm2Dureza = 53-70 RbMarcas = sin marcas

G°5Resis. Tracc. = 800 N/mm2Fluencia = 640 N/mm2Dureza = 22-32 RcMarcas = 3 rayas

G°8Resis. Tracc. = 1050 N/mm2Fluencia = 880 N/mm2Dureza = 31-38 RcMarcas = 6 rayas

Normas ISO (pernos metricos, las calidades mas comunes)

cl. 5.8Resis. Tracc. = 500 N/mm2Fluencia = 400 N/mm2Dureza = -.-Marcas = 5.8

cl.8.8Resis. Tracc. = 800 N/mm2Fluencia = 640 N/mm2Dureza = 22 -32 RcMarcas = 8.8

cl. 10.9Resis. Tracc. = 1000 N/mm2Fluencia = 900 N/mm2Dureza = 32 - 39 RcMarcas = 10.9

cl. 12.9Resis. Tracc. = 1200 N/mm2Fluencia = 1080 N/mm2Dureza = 39 - 44 RcMarcas = 12.9

PROPIEDADES MECÁNICAS EN TORNILLOS, PERNOS Y ESPARRAGOSACEROS AL CARBONO Y ACEROS ALEADOS

PRUEBA DE CARGARESISTENCIA DE TRACCIÓN

TRATAMIENTO

IDENTIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN DIAMETROS LBS/PULG² KG/MM² LBS/PULG² KG/MM² TÉRMICO

SAE J 429 1/4 A 3/4 55,000 38,67 74,000 52,03

GRADO 2

ASTM A-307 3/4 A 1" 1/2 33,000 23,20 60,000 42,18

SAE J 429 1/4 A 1" 85,000 59.76 120,000 84,37 TEMPLE

ASTM A-449 Y

GRADO 5 1" A 1" 1/2 74,000 52,03 105,000 73,82 REVENIDO

SAE J 429 1/4 A 1" 1/2 120,000 84,37 150,000 105,46 TEMPLE

ASTM A-354 Y

GRADO 8 1/ A 1" 120,000 84,37 150,000 105,46 REVENIDO

ASTM A-325 1/2 A 1" 85,000 59,76 120,000 84,37 TEMPLE

PERNO Y

ESTRUCTURAL 1" 1/8 A 1" 1/2 74,000 52,03 105,000 73,82 REVENIDO

ASTM A-490 TEMPLE

PERNO 1/2 A 1" 1/2 120,000 84,37 150,000 105,46 Y

ESTRUCTURAL REVENIDO

ASTM A-193 B7 TEMPLE

PERNOS 1/4 2" 1/2 125,000 87,89 Y

ESPARRAGOS REVENIDO

PROPIEDADES MECÁNICAS EN TUERCAS HEXAGONALES DE ACERO

PRUEBA DE CARGA DUREZA ROCKWELL

IDENTIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN DIAMETROS LBS/PULG² KG/MM ² MÍNIMO MÁXIMO

DIMENSIONES DE TUERCAS HEXAGONALES STANDARD

DIAMETRO NOMINAL

1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1" 1" 1/8 1" 1/4

ENTRECARA 11.112 12,700 14,288 17,462 19,050 22,225 23,812 28,575 33,338 38,100 42,862 47.625

ALTURA 5.556 6,747 8,334 9,525 11,112 12,303 13,891 16,272 19,050 21,828 24,606 26.988

Nota: Datos en milimetros.

TIPOS DE ROSCA EN TORNILLOS Y TUERCAS

ROSCA DIAMETROS EN PULGADAS

Hilos/pulgada 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1" 1" 1/8 1" 1/2

UNC 20 18 16 14 13 12 11 10 9 8 7 7UNF 28 24 24 20 20 18 18 16 14 14 12 12

ROSCA DIAMETROS EN MILÍMETROSPaso M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24

MA 0.70 0.80 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.00 2.50 2.50 2.20 3.00MB 1.00 1.00 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 2.00

Torque de ajuste y fuerza generada (referencial)

Otras tablas disponibles: otros materiales, tipos de roscas, etc.

DIN 272NormalLlave Cal: 4.6 Cal: 5.6 Cal: 6.9 Cal: 8.8

Para tuercas Allen F [N] M [Nm] F [N] M [Nm] F [N] M [Nm] F [N] M [Nm]

M 2 4 1.5 284 0.12 378 0.16 731 0.31 863 0.37

M 2.3 4.5 407 0.20 544 0.27 1,049 0.51 1,245 0.60

M 2.6 5 525 0.28 701 0.37 1,353 0.73 1,598 0.86

M 3 5.5 2.5 726 0.44 966 0.59 1,863 1.13 2,206 1.34

M 3.5 6 971 0.68 1,294 0.90 2,501 1.74 2,962 2.06M 4 7 3 1,255 1.00 1,677 1.34 3,226 2.60 3,825 3.04

M 5 7, 8, 9 4 2,059 1.96 2,736 2.65 5,286 5.10 6,257 6.03M 6 8, 10 5 2,903 3.43 3,864 4.51 7,543 8.73 8,836 10.30

M 7 11 6 4,236 5.59 5,649 7.45 10,885 14.22 12,945 17.16

M 8 10, 13 6 5,315 8.24 7,090 10.79 13,680 21.58 16,230 25.50

M 10 13, 15, 17 8 8,473 16.67 11,278 21.58 21,771 42.17 25,791 50.01

M 12 15, 18, 19, 21 10 12,356 28.44 16,475 38.25 31,773 73.55 37,657 87.28

M 14 22, 23, 24 12 12,965 45.11 22,653 60.80 43,639 116.70 51,681 138.30

M 16 21, 24, 26 14 23,340 69.63 31,087 93.16 60,016 178.50 71,196 210.80

M 18 27 14 28,341 95.12 37,853 127.50 72,961 245.50 86,494 289.30

M 20 27, 30, 34 17 36,481 135.3 48,641 180.45 93,849 384.10 111,305 411.90

M 22 32, 34, 36, 41 17 45,601 182.4 60,801 245.16 117,189 470.70 139,254 559.00

M 24 36, 41 19 52,563 230.5 70,019 308.91 135,331 598.20 160,338 711.00

M 27 41, 46 19 69,235 343.2 92,280 460.90 177,990 887.50 210,842 1,049.00

M 30 46, 50 22 84,043 465.8 112,286 622.72 215,745 1,206.00 255,952 1,422.00

M 33 50, 55 24 104,931 632.5 139,744 848.30 269,682 1,628.00 319,695 1,932.00

M 36 55, 60 27 123,073 814.00 164,261 1,089.00 316,753 2,099.00 374,612 2,481.00

M 39 60, 65 30 148,080 1,059.00 197,113 1,412.00 380,496 2,716.00 451,104 3,226.00

M 42 65 32 169,164 1,304.00 225,552 1,746.00 435,413 3,364.00 515,827 3,991.00

M 45 70 36 198,093 1,638.00 264,778 2,177.00 509,943 4,207.00 604,087 4,992.00

M 48 75 36 222,610 1,981.00 297,140 2,683.00 573,686 5,080.00 679,597 6,021.00

M 52 80 41 267,720 2,540.00 356,960 3,393.00 688,423 6,541.00 815,909 7,747.00

M 56 85 46 308,908 3,168.00 411,877 4,227.00 793,354 8,149.00 940,453 9,650.00

M 60 90 50 360,883 3,932.00 481,504 5,247.00 927,704 10,101.00 1,098,339 11,964.00M 64 95 55 407,955 4,737.00 544,266 6,306.00 1,049,306 12,160.00 1,245,438 14,416.00

M 68 100 60 467,836 5,780.00 668,338 8,257.00 1,203,008 14,863.00 1,425,787 17,615.00

M 72 105 65 531,574 6,917.00 759,392 9,882.00 1,366,905 17,787.00 1,620,036 21,081.00

M 76 110 599,377 8,194.00 856,253 11,706.00 1,541,255 21,071.00 1,826,672 24,973.00

M 80 115 671,244 9,618.00 958,921 13,741.00 1,726,057 24,733.00 2,045,697 29,314.00

M 90 130 868,696 13,953.00 1,240,994 19,934.00 2,233,789 35,880.00 2,647,453 42,525.00

M100 145 1,091,549 19,425.00 1,559,355 27,750.00 2,806,839 49,950.00 3,326,624 59,200.00

Nota: valores referenciales, sin lubricación, roscas nuevas

Recuerde:

• de no tener la herramienta de ajuste adecuada, puede reducir el torque de ajuste usando el lubricante adecuado, vaya a la pagina degrasas.al usar lubricantes puede variar considerablemente el torque de ajuste

• Tenemos otras soluciones mas para sus problemas de apriete . Contacte nuestras oficinas para mayor información.

• el estado de la rosca influye en el valor de ajuste