ACEROS

ALEADOS O

ESPECIALES

ACEROS ALEADOS• ACEROS ALEADOS• INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS ALEANTES EN

ALGUNAS CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS• Ni, Cr, Mo, W, V, Mn, Si, Co, Al, Ti, Cu y B.

• ACEROS DE GRAN RESISTENCIA• GENERALIDADES• ACEROS QUE PERTENECEN A ESTE GRUPO• CARACTERISTICAS MECANICAS DE LOS

DIFERENTES TIPOS DE ACERO DE GRAN RESISTENCIA.

• INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE CARBONO.• UTILIZACIÓN DE LOS ACEROS DE GRAN

RESISTENCIA.

CLASIFICACION • ACEROS DE GRAN RESISTENCIA• CARACTERISTICAS MECANICAS DE LOS

DIFERENTES TIPOS DE ACERO DE GRAN RESISTENCIA.

• INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE CARBONO.• UTILIZACIÓN DE LOS ACEROS DE GRAN

RESISTENCIA.• ACEROS PARA MUELLES• GENERALIDADES• CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS PARA

MUELLES• COMPOSICION.

ACEROS DE CEMENTACION• CARACTERISTICAS MECANICAS DE LA CAPA CEMENTADA• PROCESOS DE CEMENTACION Y MECANISMOS.• MEDIOS DE CEMENTACION.• ACEROS PARA LA FABRICACION DE CHAPAS MAGNETICA• DEFINICION DE CIERTAS PROPIEDADES MAGNETICAS.• ACEROS AL CARBONO EXTRA DULCE• FIERRO ARMCO• FIERRO DE GRAN PUREZA• FUNDICION• ACERO MOLDEADO• ACERO AL SILICIO CARACTERISTICAS MECANICAS• ALEACIONES DE ALTA PERMEABILIDAD• ALEACIONES DE ALTA PERMEABILIDAD CONSTANTE.• ACEROS MAGNETICOS.• VECTOLITE.

• ACEROS PARA HERRAMIENTAS:

• GENERALIDADES

• CLASIFICACION

• CARACTERISTICAS, DUREZA, TENACIDAD, INDEFORMABILIDAD, RESISTENCIA AL DESGASTE Y DUREZA EN CALIENTE.

• ACEROS DE HERRAMIENTAS AL CARBONO, INFLUENCIA DEL CARBON

INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS ALEANTES EN ALGUNAS CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS.-Ni, Cr, Mo, W, V, Mn, Si, Co, Al, Ti, Cu y B.

• NIQUEL.- El níquel al añadirse al acero al carbono en cantidades de 2 al 5% se aumenta la resistencia y el límite elástico sin disminuir la tenacidad.

• Se observo que mejoran las propiedades más cuando se añaden junto con el cromo el empleo de aceros al níquel es sobre todo interesante para la construcción de piezas y elementos para máquinas y motores de alta calidad.

• Una de las ventajas más importantes que reporta el empleo del níquel es evitar el crecimiento del tamaño de grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para conseguir con ellos gran tenacidad.

• El níquel hace descender los puntos críticos y por ellos los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que las que corresponde a los aceros ordinarios.

• Entre todos los elementos aleados él Ni que cristaliza como la austenita en FCC, es el único que forma con el fierro una serie continua de soluciones sólidas, en ocasiones raras forma el carburo de níquel Ni3C, inestable que se asocia con el Fe3C. Las aleaciones con más del 30% de Ni son austeniticas a temperatura ambiente.

• El níquel es un elemento de extraordinaria importancia en la fabricación de aceros inoxidables y resistentes a altas temperaturas

• EL cromo es uno de los elementos aleantes más usados tanto en aceros de construcción, herramientas, inoxidables y en los de resistencia en caliente.

• Se emplea en cantidades que van desde 0.3 a 30% y sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejora la templabilidad impide las deformaciones de temple, aumenta la resistencia al desgaste, la inoxidabilidad, etc.

CROMO

MOLIBDENO

• Este elemento mejora notablemente la resistencia a la tracción, la templabilidad y la resistencia al “creep” de los aceros.

• Añadiendo pequeñas cantidades de molibdeno a los aceros Cr-Ni, se disminuye o elimina completamente la fragilidad “Krupp”, que se presenta cuando estos aceros son revenidos en la zona de 450 a 550°C.

• El Mo también aumenta la resistencia de los aceros en caliente y reemplaza al wolframio en la fabricación de los aceros rápidos.

• El Mo se disuelve en la ferrita pero tiene una fuerte tendencia a formar carburos, es un potente estabilizador de carburos complejos y tiende a retardar el ablandamiento de los aceros.

• Para cementación, para piezas de gran resistencia, aceros rápidos, tuberías instalaciones en refinerías de petróleo que llegan a temperaturas de 100 a 300 ° C y deben resistir calentamiento relativamente moderadas

• Elemento muy utilizado en aceros de herramienta, en aceros rápidos, para corte y aceros para trabajos en caliente, sirven para mantener la dureza en caliente y evitar que desafilen y ablanden las herramientas aunque estas lleguen a temperaturas de 500 a 600°C, también se usa para la fabricación de aceros para imanes.

• El wolframio se disuelve ligeramente en la ferrita y tiene una gran tendencia a formar carburos, los carburos de wolframio tienen una gran estabilidad.

• Se utilizan en: Aceros rápidos, para trabajos en calienta, para fabricación de herramientas, para trabajos de corte, aceros para imanes y aceros inoxidables.

WOLFRAMIO

VANADIO• Se emplea principalmente para la fabricación de

herramientas tiende a afinar el grano y a disminuir la templabilidad, es un elemento desoxidante muy fuerte y tiene gran tendencia a formar carburos.

• Las partículas de carburo impiden el crecimiento de grano cuando el acero es calentado por encima de la zona de tratamiento.

• El vanadio tiene una tendencia muy fuerte a formar carburos mayores que todos los elementos aleantes excepto el columbio y el titanio

• EL manganeso aparece casi en todos los aceros porque se les agrega para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno.

• Si los aceros no tuvieran manganeso no podrían forjarse ni laminarse, porque el azufre que siempre se encuentra formarían sulfuros de fierro que son cuerpos de muy bajo punto de fusión (980°C) y que a temperaturas de trabajo en caliente (forja o laminación) funden y al encontrarse contorneando a los granos suelen formar zonas débiles y las piezas y las barras suelen abrirse por estas partes en los trabajos de transformación, en cambio cuando el acero contiene manganeso suele formarse sulfuro de manganeso que ha estas temperaturas se vueleve plástico y no ocasiona problemas en los trabajos de conformado.

MANGANESO

• El manganeso también actúa como depositante como el silicio evitando la evaporación de fases y estos al desprenderse forman poros malogrando la superficie del acero.

• El manganeso es un aleante barato y con buenas propiedades aumenta ligeramente la resistencia mejora la templabilidad, empleando el manganeso en porcentajes superiores al 11% hace austenitico al acero.

• El manganeso se disuelve en la ferrita y la endurece también se combina con el carbón para formar carburos, su tendencia a formar carburos es más fuerte que la del fierro pero es inferior a la del cromo.

• Este elemento se añade intencionalmente en la fabricación del acero y es un desoxidante más enérgico que el manganeso.

• En los aceros para muelles el silicio suele aumentar la templabilidad y elevar el límite elástico y la resistencia a la fatiga de los aceros sin reducir la tenacidad. Se emplea para la fabricación de aceros para chapas magnéticas ya que el silicio aumenta su resistividad.

SILICIO

• El silicio se disuelve en la ferrita y normalmente no forma carburos, favorece la grafitización del carbono, mejora ligeramente la templabilidad y resistencia sin disminuir la tenacidad de los aceros.

• El silicio cuando se encuentra en porcentajes variables de 1 a 2%, acentúa muy fuertemente la descarburación de los aceros al carbono.

• En casos excepcionales en aceros de alto contenido de carbono y de silicio se puede formar un carburo de silicio SiC, que en solución sólida contribuye a aumentar el tamaño de grano de los aceros al carbono mientras que en la forma de inclusiones muy dispersas tiende a restringir el tamaño.

• Se emplea casi exclusivamente en los aceros rápidos, este aleante se combina con la ferrita aumentando su dureza y resistencia.

• En los aceros altos en carbono a veces se forma el carburo de cobalto Co3C y es uno de los pocos elementos que mueve el punto eutectoide hacia la derecha y reduce la templabilidad del acero.

• En los aceros al wolframio endurece la ferrita con lo que facilita el mantenimiento de la dureza y la aptitud de corte de las herramientas a elevada temperatura.

• Se emplea en los aceros rápidos al wolframio de máxima calidad en los aceros para imanes con cobalto contienen además cromo y wolframio.

COBALTO

ALUMINIO• Se emplea como elemento de

aleación de los aceros para nitruración en los aceros resistentes al calor.

• como elemento desoxidante en la fabricación de aceros y afinar el grano.

• Se suele añadir pequeñas cantidades de Ti a algunos aceros muy especiales para desoxidar y afinar el grano.

• El titanio tiene gran tendencia a formar carburos y combinarse con el nitrógeno en los aceros inoxidables Cr-Ni actúa como estabilizador de los carburos y evita la corrosión intercristalina.

TITANIO

COBRE• El cobre se suele emplear para

mejorar la resistencia a la corrosión de ciertos aceros 0.15 a 0.30% de carbono que se usan para grandes construcciones metálicas se suele emplear cantidades variables de 0.4 a 0.5% de cobre.

BORO• Cantidades pequeñisimas de boro

0.001 a 0.006% mejoran la templabilidad, su eficiencia para mejorar la templabilidad es extraordinaria.

• para 0.40% C puede decirse que su efecto es aproximadamente unas 50 veces mayor que la del molibdeno.

DESCRIPCION DE ALGUNOS ACEROS

ALEADOS

ACEROS DE GRAN RESISTENCIA• Entre los numerosos criterios de clasificación que

existen en los elementos aleantes están:– aceros al níquel– aceros al Cr-Ni– aceros al Cr-Mo.

• Por el contenido en carbono y la dureza que se puede llegar se clasifican en:– aceros muy duros > 45%C– aceros semi duros 0.35%C– aceros normales %C de 0.3 a 0.35%

• Otra clasificación también por la resistencia que con ellos se obtienen después del temple y revenido en el interior de redondos de gran espesor, aceros que después del temple y revenido a temperaturas de 550°C presentan una resistencia– superior a 100 Kg/mm2.– De 80 a 100 Kg/mm2

– De 70 a 80 Kg/mm2

• Estos aceros se deben utilizar después de templados y revenidos para la fabricación de motores de gran rendimiento y elevado precio de las piezas de motores de aviación cigüeñales, bielas, ejes, motores rápidos, ejes de locomotoras, industria naval.

ACEROS PARA MUELLES

• Para que los resortes”muelles” es decir recobren su posición primitiva después de sufrir una deformación es necesario que el material tenga un alto límite elástico teniendo en cuenta que el material no sobrepase el limite de elasticidad (90 – 180 Kg/mm2).

• Los aceros deben tener gran resistencia a la fatiga, también es importante que en los tratamientos térmicos y en los trabajos en caliente no sufran descarburización importante.

• La composición de los aceros para muelles el de más bajo contenido de carbono (0.45 – 0.65%C) y de 0.7%Mn suelen templarse en agua y los otros de 0.6 a 0.8%C en aceite, estos aceros suelen emplearse para fabricarse muelles construidos con varillas o alambres de poco espesor.

• Para la fabricación de muelles de cierta responsabilidad interesa utilizar aceros aleados que por su gran templabilidad pueden ser templados en aceite y pueden ser (Cr-V y Cr-Si).

ACEROS DE CEMENTACION

• Se usa aceros de bajo carbono (0.05 – 0.2%C), que se utiliza para la fabricación de ciertas piezas de maquinaria y motores, deben tener gran dureza superficial y buena tenacidad o resistencia al choque.

• Se emplean aceros al carbono y aleados, entre los diversos factores que deben tenerse en cuenta para la elección de uno u otro tipo de acero de cementación son:

1.- la forma y tamaño de la pieza que se va a fabricar junto con las tolerancias y dimensiones que se exigirá para después del temple.

2.- la resistencia que deben tener las piezas en el núcleo central.

3.- el precio que se puede llegar a pagar por el acero.

• Aceros al carbón: 0.1 – 0.25%.• Aceros débilmente aleados inferiores al 3% C.• Aceros de alta aleación mayores del 3% C e

inferiores al 0.2% C.• Las características de la capa cementada son

casi siempre independientes de los de su núcleo, generalmente interesa su dureza superficial sean superiores al 60 Rc.

• En piezas pequeñas se consiguen templando al agua en aceros aleados templando en aceite.

ACEROS PARA FABRICACION DE CHAPAS MAGNETICAS

Los siguientes aceros son los más utilizados:

• Aceros para fabricación de chapas magnéticas

• Aceros o aleaciones de alta permeabilidad.

• Aceros o aleaciones amagnéticas.

• Aceros o aleaciones para imanes.

PROPIEDADES QUE DEBEN POSEER LOS ACEROS PARA CHAPAS MAGNETICAS

• Es interesante que tengan alta permeabilidad y que las pérdidas por hísteresis sean pequeñas y buena laminación, fácil corte, que no sean frágiles, buena resistencia y tenacidad.

• Las pérdidas por histeresis aumentan al disminuir el tamaño de grano y aumentan el porcentaje de carbono en el acero, tensiones internas producen pérdidas así como las deformaciones en frío, precipitaciones, envejecimiento, etc.

• Elevada permeabilidad magnética con el objeto de favorecer el paso y la concentración de flujo magnético.

• Pequeñas pérdidas por corrientes parásitas o de Foucault, para lo que conviene que la resistividad sea elevada.

• Un alto valor de saturación.

• No debe sufrir el fenómeno de envejecimiento.

ACEROS USADOS PARA LA FABRICACION DE CHAPAS

MAGNETICAS• Aceros al carbono extradulces (0.07 –

0.12%)

• Aceros Armco (0.012 – 0.005%C)

• Fundiciones (bajo precio y fácil fundir).

• Acero moldeado (o.1 a 0.3%C).

• Acero al Manganeso (Hadfield), transformadores y máquinas eléctricas.

• El silicio en porcentajes superiores a 2.5% hace que los aceros sean ferriticos. Esto hace que este tipo de aceros sean de grano basto, con tendencia a que los granos crezcan en los sucesivos calentamientos lo cual es una ventaja ya que se reduce las pérdidas por histéresis. Los aceros al silicio se utilizan para la fabricación de polos estacionarios, motores generadores, transformadores de radios, etc.

• Los factores que más interesan en la fabricación de aceros para chapas magnéticas son:- la pureza del material- tamaño y orientación del grano- las tensiones internas.

• ACEROS DE ALTA PERMEABILIDAD1. Fe-Ni (35 – 80%Ni) útiles para cables telefónicos,

instrumentos eléctricos, instalaciones de radar, radio, televisión.

2. Son fáciles de laminar presentan mejores propiedades que los aceros al silicio.

3. Alto precio.• SE CLASIFICAN EN:• ALEACIONES DE MUY ALTA PERMEABIILIDAD

INICIAL.- PERMALLOY (78.5% Ni)- PERMALLOY C (79% Ni – Mo 4%)- SUPERMALLOY (79% Ni – Mo 5%)

• ALEACIONES DE ALTA PERMEABILIDAD.- PERMALLOY B (45%Ni – 55%Fe)- HIPERNIK (58%Ni – 50%Fe).

ALEACIONES QUE EXPERIMENTAN CAMBIOS SENCIBLES DE VOLUMEN

• AL VARIAR LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO QUE ACTUA SOBRE ELLAS

• La magnetostricción es una de las muchas propiedades de las aleaciones Fierro-Níquel y en especial de las de 50% Ni y 50% Fe.

• Estos materiales experimentan su cambio de dimensión al cambiar la intensidad del campo magnético que los atraviesa.

• Esta propiedad se usa en aparatos eléctricos, comunicaciones, radar, televisión, etc.

• Se aplica para la transformación de oscilaciones mecánicas, eléctricas y viceversa, se puede usar como detector de impulsos supersónicos aparatos basados en estos principios son muy usados en la marina, las sondas trabajan enviando impulsos a través del agua que se reflejan en el fondo del mar.

ACEROS PARA IMANES

• Los aceros al carbono fueron los primeros que se utilizaron para fabricar imanes

• En 1910 se empezaron a emplear aceros al wolframio y luego al cromo para la fabricación de imanes.

• En 1920 Honda fabrico por primera vez aceros al cobalto cuyas características eran superiores a los imanes fabricados anteriormente.

• En 1931 Mishina descubrió las excepcionales características de las aleaciones aluminio-níquel-fierro, que marcaron un importante avance en la fabricación de imanes.

• En 1938 Oliver y Sheoden descubrieron que se puede mejorar extraordinariamente las propiedades de ciertas aleaciones para imanes por orientación de sus cristales dándoles un tratamiento especial que consiste en calentar a elevadas temperaturas unos 1100°C y enfriarlos luego con una velocidad determinada hasta unos 700°C bajo la influencia de un fuerte campo magnético.

• La casa Philips mejoro las propiedades de los imanes al conseguir en el proceso de fusión orientar los cristales de esta clase de aleaciones.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS ACEROS Y

ALEACIONES PARA IMANES

1.- La inducción o intensidad de imantación que toman los aceros y aleaciones bajo la acción de un campo magnetizante.

2.- El magnetismo remanente o inducción residual que es la intensidad de imantación.

3.- La aptitud de conservar la imantación.

4.- Energía magnética o energía externa.

• El mejor rendimiento de un imán se obtiene cuando el trabajo con la inducción corresponden al punto (BxH)max.

• Y es la característica que mejor señala la calidad de un material en general para el caso de imanes permanentes.

PRINCIPALES UNIDADES MAGNETICAS:

• GAUSS.- unidad de densidad de flujo (Maxwell / cm2)

• MAXWELL.- unidad de flujo magnético.

• GILBERT.- unidad de fuerza magnetomotriz. (Amperio vuelta / 1.257).

• OERSTED.- unidad de intensidad de campo magnético. (Gilbert / cm).

CLASIFICACION:1.- aceros al carbono.- cromo y tungsteno dan bajos

valores de imantación, los más baratos y se usan en máquinas e instrumentos de poca responsabilidad.

2.- aceros al cobalto se pueden forjar mecanizar en estado de recocido.

3.- aleaciones Ni-Al y Ni-Al-Co, con estas aleaciones se obtienen valores de B x H (máximos), superiores a 1 x 106 gauss-oersteds.

• Estas aleaciones tienen tal dureza que no pueden ser mecanizados y los imanes fabricados con estos materiales se obtienen por fusión o sinterización.

4.- aleaciones de elevadas caracteristicas magnéticas, que se diferencian fundamentalmente de las de ALNICO por ser en general dúctiles, maleables y fáciles de mecanizar.

CARACTERISTICAS DE ACEROS PARA LA FABRICACION DE IMANES

• ACEROS AL CROMO.- son empleados cuando interesa fabricar imanes con un magnetismo remanente superior, los precios son menores que los del wolframio, estos aceros se forjan – mecanizado en estado de recocido.

• ACEROS AL WOLFRAMIO.- estos aceros son relativamente mejores que los aceros al cromo, estos aceros se forjan también, recosen, son más estables conservando más constantemente su magnetismo remanente con el transcurso del tiempo y bajo la acción de choques térmicos.

• ACEROS AL COBALTO.- a estos aceros les corresponde fuerzas coercitivas muy superiores a los aceros al cromo y wolframio alcanzándose cifras del orden de 100 a 250 Oersteds, se pueden forjar y laminar.

• IMANES ISOTROPOS.- las RECO y ALNICO descubiertas por Mishina y desarrollados por la General Electric, Philips, otras aleaciones como el COMOL, CUNIFE, CUNICO, SILMANAL. Son todos los imanes cuyas propiedades magnéticas son iguales en todas las direcciones.

• IMANES ANISOTROPICOS.- las aleaciones como el ALNICO 5, VECTOLITE, TICONAL, CUNIFE, ETC. que cuando son sometidos a ciertos tratamientos especiales adquieren en una determinada dirección propiedades magnéticas excepcionales

• TICONAL Y ALNICO.- son utilizados para la fabricación de imanes de alta calidad, estos imanes se fabrican por fundición y moldeo en arenas o metálicos y los ALNICO 5 Y 6 se obtienen también por sinterización.

• Las aleaciones TICONAL L y G tienen la mayor energía interna de todas las aleaciones magnéticas direccionales. Los TICONAL G, se emplea se funden en moldes de arena con elementos metálicos que favorecen el enfriamiento.

• Estas aleaciones contienen de 6 al 12% Al y 14 a 28% Ni y 0 a 35% Co, los ALNICO 5 Y 6 contienen además Cu y el ALNICO 12 titanio.

• COMOL.- también llamado REMALLOY (12% C, 17% Mo, y 71% Fe), propiedades ligeramente superiores a la de los aceros al cobalto pueden ser fundidos en moldes, laminado, se los utiliza en instrumentos de alta sensibilidad después del tratamiento las piezas pueden ser mecanizadas, pero son frágiles.

• CUNIFE Y CUNICO.- Todas las aleaciones para imanes de elevadas características magnéticas que primero se descubrieron eran duras y frágiles y muy difíciles de trabajar en frío.

• CUNIFE.- (60%Cu, 20%Ni, - Fe), es muy maleable, dúctil y fácilmente mecanizable, puede ser estirada en alambres, perfiles o flejes sin dificultad posee excelentes propiedades

direccionales en el sentido de laminado en frío.

• VICALLOY.- (52% Co). Son dúctiles y fáciles de mecanizar.

• VICALLOY I.- contiene 9.5% V, y 3.55 Al, el VICALLOY II contiene 13% V, éste último tienen una energía externa más elevada, posee marcadas propiedades direccionales.

• SILMANAL.- precio muy elevado pero de fácil mecanizado.

• aleación producida por sinterización de partículas de óxido de Fe y Co (Fe304 y CoFe204) a 100 °C.

• de ésta forma se puede obtener imanes de forma complicada con poco peso específico

• y es de aproximadamente 2.5 veces inferior al de los aceros al Wolframio o de las aleaciones ALNICO.

VECTOLITE

IMANES CERAMICOS• Muy recientemente se ha comenzado a fabricar

imanes de naturaleza cerámica, generalmente están constituidos por el óxido de fierro y de bario (BaFe12O19), SE CARACTERIZA POR POSEER UNA FUERZA COERSITIVA MUY ALTA (1400 A 1900 Oersteds). Superior a la de todas las aleaciones variando los valores de B x H máximo de 1 a 2.5 x 106 Gauss-Oersteds, su magnetismo es muy difícil y es necesario emplear campos magnéticos de intensidad extraordinariamente elevado.

ACEROS DE HERRAMIENTA

• A éste grupo pertenecen todos los aceros que normalmente se emplean para la fabricación de útiles o herramientas destinadas a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los materiales por cortadura por presión o por arranque de viruta.

• A continuación describiremos los grupos más importantes:

• Aceros con porcentajes de 0.5 a 1.4%C para herramientas que deben tener gran tenacidad como: martillos, picos, etc.

• Con 0.5 a 0.7%C para herramienta de corte como brocas, cuchillas, etc.1 a 1.4% C.

• para matrices de forja 0.7 a 1% C para conseguir la máxima dureza.

ACEROS AL CARBON

ACEROS RAPIDOS• conservan su filo en caliente es su

característica más importante pudiéndose trabajar hasta (600 °C) sin disminuir su rendimiento, pueden tener las siguientes composiciones:

C = 0.75%, W = 18%, Cr = 4% y V = 1%.

C = 0.75%, W = 18%, Co = 5%, Cr = 4% y V = 1.25%.

ACEROS INDEFORMABLES

• Se conoce con este nombre los aceros que en el temple no sufre deformación y casi siempre después del temple y revenido quedan con dimensiones idénticas a las que tenían antes del tratamiento.

• Esto se consigue teniendo como elementos bases el Mn y el Cr, además estos aceros en el temple sufren pequeños cambios volumétricos en las microestructuras y pueden ser:

C = 2%, Cr = 12%, C = 1% Cr = 5%, y Co = 1% Mn = 1%.

ACEROS PARA TRABAJOS EN CALIENTE

• Estos aceros tienen dureza inferior a todos los anteriores, deben tener gran tenacidad, buena resistencia al choque térmico, con el empleo del wolframio en porcentajes variables de 4 a 9% W y pequeñas cantidades de cromo y molibdeno se obtienen los mejores resultados.

• C = 0.3%, W = 9% y Cr = 3%. C = 0.3%,

• W = 4% y Cr = 1%.

• Son aquellos aceros que deben trabajar en condiciones muy forzadas.

• una dureza de 60 a 66 Rc, con adiciones de wolframio y cromo aumentan.

• su resistencia al desgaste, reducen las deformaciones en el temple y aumentan su tenacidad al afinar el tamaño de grano

ACEROS DE CORTE NO RAPIDO

ACEROS PARA TRABAJOS DE CHOQUE Y CORTE EN FRIO

• En las herramientas fabricadas con estos aceros, debe combinarse una dureza suficiente para el corte con una tenacidad aceptable que no se rompan en los choques a que son sometidos, se suele emplear aceros aleados con cromo y wolframio.

C = 0.55%, W = 2%, Cr = 1.25%.

C = 0.45%, W = 2%, Cr = 1.25%.

• Se emplea en bocas de dragas, mandíbulas, placas de molinos, trituradoras.

• estos materiales de gran resistencia al desgaste son los aceros al Mn = 12.5% y Cu = 1.2% que es austenitico a temperatura ambiente.

• Aunque su dureza no es muy elevada tienen una resistencia al desgaste extraordinaria.

ACEROS AUSTENITICOS RESISTENTES AL DESGASTE

ACEROS GRAFITICOS• Estos aceros se caracterizan por la presencia de

grafito en su microestructura.• en los demás aspectos son similares a los aceros

de herramienta clásicos que después del temple quedan con una estructura en su mayor parte martensitica con gran dureza.

• la presencia de grafito favorese el rozamiento de las herramientas y reduce el desgaste de las mismas.

• En estos aceros el contenido de carbono y silicio suelen ser bastante elevados (de 1 a 1.5% aproximadamente).

PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS DE HERRAMIENTA

• DUREZA Y TENACIDAD.-La primera y la más importante característica de las herramientas suelen ser la dureza (65Rc y 0.65%C) y menor dureza (30Rc y 0.3% C).

• En muchos casos interesa que en una misma pieza haya ciertas zonas con características muy diferentes a las exigidas en la zona de trabajo es decir que sea muy dura y en la zona de trabajo tenaz y resistente al choque en otras zonas.

• INDEFORMABILIDAD.- Uno de los problemas que más preocupa son las deformaciones que se producen en los tratamientos térmicos y en especial las deformaciones que ocurren en el temple.

• RESISTENCIA AL DESGASTE.- En la resistencia al desgaste de los aceros templados se ha comprobado que un factor importante es la microestructura (la martensita), se puede mejorar mucho si en ella aparecen distribuidos uniformemente carburos de gran dureza.

• DUREZA EN CALIENTE.- Es necesario que conserve su dureza en caliente para así evitar deformaciones o desgastes prematuros durante el trabajo que se esta realizando.

ACEROS RAPIDOS• Se denominan aceros rápidos debido a que

con estos se pueden mecanizar los materiales, con velocidades de corte mucho más elevadas y mantienen su dureza y el filo cortante en caliente (500 a 600°C).

• Los aceros rápidos además de Fe y C contienen; W, Cr, V, Mo, y Co.

• Conviene destacar que sus excelentes propiedades se obtienen siempre después del temple a altas temperaturas (1200 a 1300°C).

• Después se les da uno o varios revenidos, tiene su origen en los aceros llamados autotemplables; C=0.9%, Mn=1.5%, Si=1%, W=5.5%, Cr=0.4%. Estos aceros se tiemplan al aire y mantienen su dureza y el filo hasta 350°C.

• El acero con C=0.7%, W=18%, Cr=4% y V=1%, ha sido por muchos años el acero rápido más representativo.

• En la actualidad estos aceros se utilizan en casi todas las màquinas herramientas tornos, laminadoras, brocas, fresas, etc.

CLASIFICACIÓN

1.- Aceros al wolframio (>12%W).

2.- Aceros al cobalto (3 – 12%Co).

3.- Aceros al molibdeno (>3% Mo).

4.-Aceros de alto contenido de vanadio y carbono (3.5%W aumento al C en 2%).

• Las adiciones de vanadio que es formador de la ferrita puede ser motivo de la aparición de la ferrita delta en la microestructura (que es muy perjudicial en el calentamiento para el temple cuando se hace a muy alta temperatura).

• La microestructura de los aceros rápidos en bruto de colada presenta una solidificación ledeburitica con numerosas agrupaciones de carburos que deben destruirse primero por forja y luego por martillado en caliente y en algunos casos después de la laminación.

• Después de una forja, laminación o recosido de los aceros rápidos se tiene una estructura carburada en una matriz de sorbita.

• La estructura de los aceros rápidos templados es:

a.-martensita que contiene en solución una cierta proporción de carbono y elementos de aleación en porcentajes idénticos a los de la austenita madre que existe en el momento de iniciar el enfriamiento para el temple.

b.- austenita residual sin transformar.

c.- un exceso de carburos que permanecieron sin disolver en el calentamiento para el temple y que durante el enfriamiento no sufre ninguna transformación.

• Las diferentes clases de carburos que aparecen en los aceros rápidos esta de acuerdo al elemento aleante que al combinarse con el carbono forman carburos de formula y de red cristalina determinada. Si llamamos M, a todos los elementos metálicos que se combinan con el C, y forman carburos se pueden diferenciar en los aceros rápidos los siguientes tipos de carburos:

1.- Carburos de Wolframio y Molibdeno; W6C y Mo6 (M6C).

2.- Carburos de cromo Cr23C6 (M23C 6).3.- Carburos de vanadio VC (MC).

• Con frecuencia en los aceros aleados se forman carburos complejos constituidos por el carburo de un elemento determinado en el que algunos átomos del otro elemento substituyen a los átomos del metal base, que es el que realmente constituye el carburo.

• Por ejemplo la cementita de los aceros (Fe3C), puede tener en solución sólida en un acero al cromo en una cierta proporción entonces se forman carburos complejos; C1, C2, y C3, cuyas formulas son:

• C1 = (Cr Fe) 4C1 C2 = (Cr Fe) 7C3 y C3 = (Cr Fe) 3C.

FIN