aleacion hierro carbono
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TEC. DE LOS MATERIALES“ALEACION EN FIERRO CARBONO”
Profesor : Alejandro Navarro.Alumno : Nicolas torresCarrera : Ing. [E] mecánica de
procesos y mantenimiento industrial
Ramo : Tecnología De losMateriales.
Fecha : 25/06/08
Introducción
1 -¿Que es el fierro
2 -¿Que es el carbono
3 -¿Porque la aleación fierro-carbono
4 -¿Como se pueden diferenciar los aceros de las fundiciones
5 -¿Que lo que es el fósforo
6 -¿Que es el azufre
7 -¿Que importancia tiene el fósforo y el azufre en los minerales de carbono
8 -¿Que son los aceros y la fundición
9 -Propiedades de los aceros corrientes
10 -Propiedades de los aceros aleados
11 -Propiedades de las fundiciones
12 -Composición química, características y aplicaciones de los aceros y fundiciones
13 -Proceso de refinizacion del arrabio
14 -en que consisten los hornos eléctricos
15 ¿-como obtengo el hierro
16- describir varios métodos de producción fierro-carbono
17 -tipos de hornos para obtener fierro-carbono
18 -nomenclaturas de los aceros corrientes, aleados, especiales y fundición.
19 -proceso de producción del arrabio
20 -tipos de convertidores
21 -en que consiste la colada continua
22 -¿que es la fundición
23 -en que consiste la fundición gris
24 -¿que estructuras de gramos tiene el acero y la fundición
25 -¿que es la Ferrita
Cementita Troostita Lorbita Vainita Ledeburita GrafitoFertita AusteritaMantoncita
26 -¿en que consiste el proceso de coquizado
27 -¿como se derivan los aceros y fundiciones por el sistema americano AISI?
28 -¿Cómo se denominan los aceros inoxidables en el sistema americano AISI?
29 -¿para que sirve el silicio, el manganeso, el vanadio y el wolframio
30 -¿como se denominan los aceros y fundiciones según el sistema chileno NCH
31-como se normalizan los metales no ferrosos
32 -en que consiste la resistencia a la corrosión?
33- en que consisten los materiales sintéticos?
34 -para que sirven, que función cumplen, como se obtiene los siguientes materiales Estaño Plomo ZincCromoNíquel
35- tipos de imperfecciones de los materiales
36- buscar 10 tipos de estructuras de redes
1-¿Que es el hierro?Metal siderúrgico entre los colores gris y negro que se utiliza para la elaboración del cemento y fabricación del acero. El hierro además de ser dúctil y maleable, es decir, fácil de darle forma sin romperlo e incluso transformarlo, es magnético, es decir que atrae a otro metal
2-¿Que es el carbono?
El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los seres vivos conocidos.
Aplicación
El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural). Del primero se obtienen, por destilación en las refinerías, gasolinas, keroseno y aceites, siendo además la materia prima empleada en la obtención de plásticos. El segundo se está imponiendo como fuente de energía por su combustión más limpia. Otros usos son:
-El isótopo carbono-14, descubierto el 27 de febrero de 1940, se usa en la datación radiométrica.
-El grafito se combina con arcilla para fabricar las minas de los lápices. Además se utiliza como aditivo en lubricantes. Las pinturas anti-radar utilizadas en el camuflaje de vehículos y aviones militares están basadas igualmente en el grafito, intercalando otros compuestos químicos entre sus capas. Es negro y blando. Sus átomos están distribuidos en capas paralelas muy separadas entre sí. Se forma a menos presión que el diamante. Aunque parezca difícil de creer, un diamante y la mina de un lapicero tienen la misma composición química: carbono.
-El diamante Es transparente y muy duro. En su formación, cada átomo de carbono está unido de forma compacta a otros cuatro átomos. Se originan con temperaturas y presiones altas en el interior de la tierra. Se emplea para la construcción de joyas y como material de corte aprovechando su dureza.
-Como elemento de aleación principal de los aceros.
-En varillas de protección de reactores nucleares.
-Las pastillas de carbón se emplean en medicina para absorber las toxinas del sistema digestivo y como remedio de la flatulencia.
-El carbón activado se emplea en sistemas de filtrado y purificación de agua.
-El carbón amorfo ("hollín") se añade a la goma para mejorar sus propiedades mecánicas. Además se emplea en la formación de electrodos (p. Ej. de las baterías).
-Obtenido por sublimación del grafito, es fuente de los fulerenos que pueden ser extraídos con disolventes orgánicos.
Las fibras de carbón (obtenido generalmente por termólisis de fibras de poliacrilato) se añaden a resinas de poliéster, donde mejoran mucho la resistencia mecánica sin aumentar el peso, obteniéndose los materiales denominados fibras de carbono.
Las propiedades químicas y estructurales de los fulerenos, en la forma de nanotubos, prometen usos futuros en el incipiente campo de la nanotecnología.
3-¿por que la aleación hierro carbón?
Porque es el sistema de aleaciones binario mas importante utilizadas en la industria los acero y fundiciones son aleaciones hierro carbono la clasificación de las aleaciones férreas según el contenido en carbono comprende 3 grandes grupos: hierro cuando contiene menos de 0.008 en peso de C cuando la aleación fe-C tiene un contenido en C mayor 0.008 y menor que 2.14% en peso y fundición cuando la aleación Fe-C tiene un contenido en C superior al 2.1%.
4-¿Cómo se pueden diferenciar los aceros de las fundiciones?
El acero (aleación que contienen entre 0.1 y el 1.7 de carbono)fundiciones (aleación que contienen entre el 1.7 y el 5 % de carbono
El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados.
Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.
El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos.
Las fundiciones son aleaciones hierro-carbono donde el contenido de carbono varía entre 1,76% y 6,67% (aunque estos porcentajes no son completamente rígidos).
Además de hierro y carbono lleva otros elementos de aleación como silicio, manganeso, fósforo, azufre y oxígeno.
Seguirán el diagrama de equilibrio estable (Fe-C) o metaestable dependiendo de distintos factores, principalmente de si se produce o no la grafitización.
Obtienen su forma definitiva por colada, permitiendo la fabricación con relativa facilidad de piezas de grandes dimensiones y pequeñas complicadas. Son más baratas que los aceros y de fabricación más sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y realizarse la fusión a temperaturas más bajas (además es fácil de mecanizar).
Los factores que determinan para obtener las fundiciones señaladas son:
Composición química, velocidad de enfriamiento y grosor de las piezas
5-¿Que es el fósforo?
El fósforo es un elemento químico de número atómico 15 y símbolo P. Es un no metal multivalente perteneciente al grupo del nitrógeno (Grupo 15 (VA): nitrogenoideos) que se encuentra en la naturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos pero nunca en estado nativo. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con el oxígeno atmosférico emitiendo luz, dando nombre al fenómeno de la fosforescencia.
El fósforo común es un sólido ceroso de color blanco con un característico olor desagradable, pero puro es incoloro. Este no metal es insoluble en agua, y se oxida espontáneamente en presencia de aire formando pentóxido de fósforo, por lo que se almacena sumergido en agua.
Existen varias formas alotrópicas del fósforo siendo las más comunes el fósforo blanco y el rojo; ambos formando estructuras tetraédricas de cuatro átomos. El fósforo blanco, extremadamente tóxico e inflamable presenta dos formas, alfa y beta, con una temperatura de transición de -3,8 °C; expuesto a la luz solar o al calor (300°C) se transforma en fósforo rojo en reacción exotérmica. Éste es más estable y menos volátil y tóxico que el blanco y es el que se encuentra normalmente en los laboratorios y con el que se fabrican la cerillas. El fósforo negro presenta una estructura similar al grafito y conduce la electricidad, es el más denso de los otros dos estados y no se inflama.
El fósforo es un elemento químico de número atómico 15 y símbolo P. Es un no metal multivalente perteneciente al grupo del nitrógeno que se encuentra en la naturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos pero nunca en estado nativo. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con el oxígeno atmosférico emitiendo luz, dando nombre al fenómeno de la fosforescencia.
Debido a su reactividad, el fósforo no se encuentra nativo en la naturaleza, pero forma parte de numerosos minerales. La apatita es una importante fuente de fósforo, existiendo importantes yacimientos en Marruecos, Rusia, EE. UU. y otros países.
La forma alotrópica blanca se puede obtener por distintos procedimientos; en uno de ellos, el fosfato tricálcico, obtenido de las rocas, se calienta en un horno a 1450°C en presencia de sílice y carbono reduciendo el fósforo que se libera en forma de vapor.
6-¿Que es el azufre?
El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S. Es un no metal abundante e insípido. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando Sulfuros y Sulfosales o bien en sus formas oxidadas como Sulfatos. Es un elemento químico esencial para todos los organismos y necesario para muchos aminoácidos y por consiguiente también para las proteínas. Se usa principalmente como fertilizante pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, cerillas e insecticidas.
Este no metal tiene un color amarillo, es blando, frágil, ligero, desprende un olor característico a huevo podrido al mezclarse con hidrógeno y arde con llama de color azul desprendiendo dióxido de azufre. Es insoluble en agua pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es multivalente y son comunes los estados de oxidación -2, +2, +4 y +6.
En todos los estados, sólido, líquido y gaseoso presenta forma alotrópicas cuyas relaciones no son completamente conocidas. Las estructuras cristalinas más comunes son el octaedro ortorrómbico (azufre α) y el prisma monoclínico (azufre β) siendo la temperatura de transición de una a otra de 96 °C; en ambos casos el azufre se encuentra formando moléculas de S8 con forma de anillo, siendo la diferente disposición de estas moléculas la que provoca las distintas estructuras cristalinas. A temperatura ambiente, la transformación del azufre monoclínico en ortorrómbico, es más estable y muy lenta.
Al fundir el azufre, se obtiene un líquido que fluye con facilidad formado por moléculas de S8, pero si se calienta el color se torna marrón algo rojizo y se incrementa la viscosidad. Este comportamiento se debe a la ruptura de los anillos y la formación de largas cadenas de átomos de azufre que pueden alcanzar varios miles de átomos de longitud que se enredan entre sí disminuyendo la fluidez del líquido; el máximo de la viscosidad se alcanza en torno a los 200 °C. Enfriando rápidamente este líquido viscoso se obtiene una masa elástica, de consistencia similar a la de la goma, denominada «azufre plástico» (azufre γ) y formada por cadenas que no han tenido tiempo de reordenarse para formar moléculas de S8; transcurrido cierto tiempo la masa pierde su elasticidad cristalizando en el sistema rómbico. Estudios realizados con rayos X muestran que esta forma amorfa puede estar constituida por moléculas de S8 con estructura de hélice espiral.
En estado vapor también forma moléculas de S8, pero a 780 °C ya se alcanza el equilibrio con moléculas diatómicas y por encima de aproximadamente 1800 °C la disociación es completa y se encuentran átomos de azufre
7-¿Qué importancia tiene el fósforo y el azufré en los minerales de carbono?
Generalmente el Azufre y el Fósforo, suelen ser calificados como impurezas (elementos indeseables) presentes en la composición de los aceros y también en las fundiciones como consecuencia de que están presentes en los minerales o combustibles.sin embargo, su importancia radica en algunos tipos de aceros donde se agregan deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad.
8-¿Que son los aceros y las fundiciones?
El acero es una aleación cristalizada de Fe-C con un contenido en C entre el 0.03 y el 1.76% que se puede moldear, laminar y forjar, siendo mas duro y resistente conforme aumenta el contenido de C.
La fundición es un material ferrico con un contenido de carbono entre el 1.76 y el 6.7%, aunque en la practica la fundición empleada tiene unas proporciones de C del 3 al 4 %.
9-Propiedades de los aceros corrientes: Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material. • Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto). • Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. • Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.
Por ser un material de producción industrializada y controlada, las propiedades estructurales del acero tienen generalmente poca variabilidad. Coeficientes de variación del orden de 10 por ciento son típico para la resistencia y las otras propiedades. Otra ventaja del acero es que su comportamiento es perfectamente lineal y elástico hasta la fluencia, lo hace más fácilmente predecible la respuesta de las estructuras de este material. La alta ductilidad del material permite redistribuir concentraciones de esfuerzos.
10-Propiedades de los aceros aleados: son los que no tienen algún elemento ordinario o tienen algún elemento extraordinario no necesariamente para su obtención, pudiendo ser aceros de baja aleación cuando la suma de los elementos introducidas es menor al 8% y aceros de alta aleación cuando la suma de los elementos introducidos es mayor al 8%.
Algunos de los elemento añadidos a los aceros aleados son el Ni, Cr, Mo, Wolframio, Mn y Pb.
El Ni aumenta resistencia mecánica y a la corrosión, como es el caso del acero invar que con un contenido de 36% de Ni no dilata. El Cr aumenta la resistencia mecánica y a la corrosión para aceros inoxidables. El Mo proporciona dureza a temperaturas elevadas. El wolframio proporciona dureza a temperaturas elevadas. El Mn aumenta la dureza y resistencia al desgaste, empleándose en herramientas de minería. El Pb mejora la mecanizabilidad.
11-Propiedades de los aceros fundidos: Son los productos siderúrgicos (aleaciones hierro-carbono), que contienen normalmente entre el 1,7% y el 5% de carbono. Las de
uso más frecuente tienen una composión que oscila entre 5,5% y el 5% de carbono posee una gran variedad de propiedades y se funden en la forma adecuada en vez de trabajar con ella en estado sólido. Con frecuenta contienen otro elementos de aleación como el silicio (3%) y manganeso (2%) para controlar o variar ciertas propiedades.
12-¿Qué composición química caracteriza a las aleaciones y fundiciones?
En la industria, cada fabricante designa los aceros que produce con una denominación arbitraria, lo cual origina una verdadera complicación a la hora de elegir un acero o de establecer las equivalencias entre aceros de distintos fabricantes. Para evitar este inconveniente, el instituto del hierro y el acero adopta una clasificación que se ha incluido en las normas AISI de Estados Unidos El IHA clasifica los materiales metalúrgicos en 5 grandes grupos:F- Aleaciones férreasL- Aleaciones ligeras C- Aleaciones de cobreV- Aleaciones variasS- Productos sintetizadosEstos productos metalúrgicos se clasifican en series, grupos y tipos.
Las series que corresponden a los aceros van desde la F-100 hasta la F-900
13-Proceso de refinación de arrabio
REFINACION DEL ARRABIO: En el alto horno, el oxígeno fue removido del mineral por la acción del CO (monóxido de carbono) gaseoso, el cual se combinó con los átomos de oxígeno en el mineral para terminar como CO2 gaseoso (dióxido de carbono). Ahora, el oxígeno se empleará para remover el exceso de carbono del arrabio. A alta temperatura, los átomos de carbono (C) disueltos en el hierro fundido se combinan con el oxígeno para producir monóxido de carbono gaseoso y de este modo remover el carbono mediante el proceso de oxidación. En forma simplificada la reacción es :
Carbono + Oxígeno MONOXIDO DE CARBONO GASEOSO
2C + O2 2CO
14-¿En que consiste El horno de arco eléctrico?
Por lo regular son hornos que sólo se cargan con chatarra de acero de alta calidad. Son utilizados para la fusión de aceros para herramientas, de alta calidad, de resistencia a la temperatura o inoxidables. Considerando que estos hornos son para la producción de aceros de alta calidad siempre están recubiertos con ladrillos de la línea básica.
Existen hornos de arco eléctrico que pueden contener hasta 270 toneladas de material fundido. Para fundir 115 toneladas se requieren aproximadamente tres horas y 50,000 kwh de potencia. También en estos hornos se inyecta oxígeno puro por medio de una lanza.
Los hornos de arco eléctrico funcionan con tres electrodos de grafito los que pueden llegar a tener 760mm de diámetro y longitud de hasta 12m. La mayoría de los hornos operan a 40v y la corriente eléctrica es de 12,000 A.
Estos equipos tienen un crisol o cuerpo de placa de acero forrado con refractario y su bóveda es de refractario también sostenida por un cincho de acero, por lo regular enfriado con agua. Para la carga del horno los electrodos y la bóveda se mueven dejando descubierto al crisol, en el que se deposita la carga por medio de una grúa viajera.
Estos equipos son los más utilizados en industrias de tamaño mediano y pequeño, en donde la producción del acero es para un fin determinado, como varilla corrugada, aleaciones especiales, etc.
15-¿Como obtengo el hierro?
Es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. También abunda en todo en el Universo, habiéndose encontrado meteoritos que lo contienen. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO(OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etcétera.
Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son óxidos, y los que no se pueden oxidar para obtener los correspondientes óxidos.
La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto horno (también, horno alto). En él se añaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que actúa como escorificante.
Los gases sufren una serie de reacciones; el coque puede reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:
C + O2 → CO2
A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:
CO2 + C → 2CO
Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:
2CO + O2 → 2CO2
El proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).
En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:
Fe3O4 + 3CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta, reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
El carbonato de calcio (caliza) se descompone:
CaCO3 → CaO + CO2
Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como se ha visto antes.
Más abajo se producen procesos de carburación:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
Finalmente se produce la combustión y desulfuración (eliminación de azufre) mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio: hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la industria.
El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidores.
En 2000 los cinco mayores productores de hierro eran China, Brasil, Australia, Rusia e India, con el 70% de la producción mundial.
16-Describir varios métodos del fierro – carbono
Se introducen en el alto horno los materiales necesarios tales como el mineral de hierro, el carbón de coque que hace de combustible y también se introduce la piedra caliza que realiza la función de acelerar la fundición del hierro y su fusión con el carbono. Del alto horno salen dos productos uno llamado escoria que son los residuos del propio alto horno y otro es el producto deseado que se llama arrabio pero el arrabio es un acero con alto contenido en carbono por eso que se transporta cuando sale del alto horno en vagonetas llamadas torpedos que lo transportan hasta el convertidor donde este arrabio se le baja el contenido de carbono mediante ferroaleciones, fúndente o chatarra este tres productos puede ir directamente al convertidor para ayudar en la obtención del acero o también puede ser convertidos en acero en un horno eléctrico y pasar directamente al paso posterior al convertidor que es el transportado en cucharas hasta los tres tipos de colada que son:
COLADA CONTINUA: Se produce cuando el acero líquido se vierte sobre un molde de fondo
desplazable cuya sección tiene la forma que nosotros deseamos que tenga el producto final " cuadrados, redondos, triangulares, planchas..." se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara, por lo tanto con este método se ahorra mucho dinero ya que no se necesita moldes, se consume menos energía, etc.
COLADA DE LINGOTES: El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación.
COLADA CONVENCIONAL: El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo de las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.
Las dos primeras coladas necesitan procesos posteriores para lograr el producto final, por ejemplo el producto que sale de la colada de lingotes tiene que pasar por un horno de fosa en el cual se unifican las temperaturas de interior y del exterior del producto, o sea, del acero.
De este proceso se pasa a otro que también se pasa directamente de la colada continua y que se llama tren desbastador en que los lingotes en caliente pasan por una serie de cilindros giratorios de gran potencia que los transforma en blooms y slab.
El bloom es una especie de plancha cuadrada y el slab es una plancha fina de acero.
Del proceso anterior se puede pasar a un tren estructural en el cual los bloons en caliente se deforman para obtener perfiles estructurales, carriles, barras, etc.
También se pude pasar al tren de farmachine en el cual los bloons en caliente se transforman y son deformados para obtener barras, alambres, redondos calibrados, telas metálicas, etc.
También se puede pasar a un tren de bandas en caliente donde los slab son transformados en rollos de chapa de distintas medidas y espesores llamados bobinas que son esos rollos de chapa que muchas veces hemos visto en los trenes de mercancías que pasan por la zona. Desde este último proceso se puede pasar al tren de bandas en frío en el cual los bobinas obtenidas anteriormente se someten a deformaciones en frío mejorar sus propiedades mecánicas de este proceso se puede obtener multitud de aplicaciones como por ejemplo en la industria de la automoción.
Ya por ultimo desde este proceso se puede pasar a otra maquina donde las bobinas son transformados en hojalata y aceros galvanizados mediante diferentes procesos y diferentes aplicaciones.
Como veis para obtener el aceros y productos de este hace falta una cantidad enorme de procesos pero pese a todo el cero es una aleación muy apreciada por sus características y se usa en multitud de aplicaciones pese a que en otras se esta sustituyendo por nuevos materiales con mejores cualidades que el acero.
También hay que decir que muchos de los productos que salen del los procesos anteriores luego pueden pasar a otros procesos como el mecanizado, laminación, acuñado, sintetizado, prensado.
17-Tipos de hornos para obtener el fierro - carbono
HORNO DE HOGAR ABIERTO o CRISOL
El HORNO DE HOGAR ABIERTO semeja un horno enorme, y se le denomina de esta manera porque contiene en el hogar (fondo) una especie de piscina larga y poco profunda (6m de
ancho, por 15 m de largo, por 1 m de profundidad, aproximadamente).
El horno se carga en un 30% a un 40% con chatarra y piedra caliza, empleando aire pre-calentado, combustible líquido y gas para la combustión, largas lenguas de fuego pasan sobre los materiales, fundiéndolos. Al mismo tiempo, se quema (o se oxida) el exceso de carbono y otras impurezas como el fósforo, silicio y manganeso.
Este proceso puede acelerarse introduciendo tubos refrigerados por agua (lanzas), los que suministran un grueso flujo de oxígeno sobre la carga.
Periódicamente, se revisan muestras de la masa fundida en el laboratorio para verificar la composición empleando un instrumento denominado espectrómetro. También se determinan los niveles de carbono.
Si se está fabricando acero de aleación, se agregarán los elementos de aleación deseados. Cuando las lecturas de composición son correctas, el horno se cuela y el acero fundido se vierte en una olla de colada.
El proceso completo demora de cinco a ocho horas, mientras que el Horno de Oxígeno Básico produce la misma cantidad de acero en 45 minutos aproximadamente. Debido a esto, este horno ha sido virtualmente reemplazado por el de Oxígeno Básico.
HORNO DE OXIGENO BASICO
Es un horno en forma de pera que puede producir una cantidad aproximadamente de 300 toneladas de acero en alrededor de 45 minutos.
El horno se inclina desde su posición vertical y se carga con chatarra de acero fría (cerca de un 25%) y luego con hierro derretido, después de ser devuelto a su posición vertical, se hace descender hacia la carga una lanza de oxígeno refrigerada por agua y se fuerza sobre ella un flujo de oxígeno puro a alta velocidad durante 20 minutos. Este actúa como fuente de calor y para la oxidación de las impurezas.
Tan pronto como el chorro de oxígeno comienza, se agrega la cal y otros materiales fundentes. La reacción química resultante desarrolla una temperatura aproximada de 1.650º C. El oxígeno se combina con el exceso de carbono acabando como gas y se combina también con las impurezas para quemarlas rápidamente. Su residuo es absorbido por la capa flotante de escoria.
Después de haberse completado la inyección de oxígeno, se analiza el contenido de carbono y la composición química de diversas muestras de la masa fundida.
Cuando la composición es correcta, el horno se inclina para verter el acero fundido en una olla de colada.
Aunque se pueden producir algunos aceros de aleación con este proceso, el ciclo de tiempo aumenta considerablemente, eliminando así su ventaja principal. Consecuentemente, el proceso de oxígeno básico, como el del hogar abierto, se emplea generalmente para producir altos tonelajes de acero con un bajo nivel de carbono, que son los de mayor consumo. Estos aceros con bajo nivel de carbono se utilizan para barras, perfiles y planchas gruesas y delgadas.
HORNO DE ARCO ELECTRICO
Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solamente puede proporcionar altas temperaturas, hasta 1.930ºC, sino que también
puede controlarse eléctricamente con un alto grado de precisión
Debido a que no se emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de impurezas. El resultado es un acero más limpio.
Consecuentemente, puede producir todo tipo de aceros, desde aceros con regular contenido de carbono hasta aceros de alta aleación, tales como aceros para herramientas, aceros inoxidables y aceros especiales para los cuales se emplea principalmente. Otras ventaja sobre el Horno de Oxígeno Básico es que puede operar con grandes cargas de chatarra y sin hierro fundido.
El Horno de Arco Eléctrico se carga con chatarra de acero cuidadosamente seleccionada. El arrabio fundido se emplea raramente. Si la carga de chatarra es muy baja en carbono, se agrega coque (el cual es casi puro carbono) o electrodos de carbono de desecho, para aumentar así su nivel.
Al aplicarse la corriente eléctrica, la formación del arco entre los electrodos gigantes produce un calor intenso. Cuando la carga se ha derretido completamente, se agregan dentro del horno cantidades medidas de los elementos de aleación requeridos.
La masa fundida resultante se calienta, permitiendo que se quemen las impurezas y que los elementos de aleación se mezclen completamente.
Para acelerar la remoción del carbono, el oxígeno gaseoso se introduce generalmente en forma directa dentro de acero fundido por medio de un tubo o lanza. El oxígeno quema el exceso de carbono y algunas de las impurezas, mientas otras se desprenden como escoria por la acción de varios fundentes.
Cuando la composición química de la masa fundida cumple con las especificaciones, el horno se inclina para verter el acero fundido dentro de una olla de colada.
Este horno puede producir una hornada de acero en un período de dos a seis horas, dependiendo del horno individual.
18-Nomclatura de los aceros aleados: NOMENCLATURA DE LOS ACEROS SISTEMA S.A.E - A.I.S.I
Como la microestructura del acero determina la mayoría de sus propiedades y aquella está determinada por el tratamiento y la composición química; uno de los sistemas más
generalizados en la nomenclatura de los aceros es el que está basado en su composición química.
En el sistema S.A.E. - A.I.S.I, los aceros se clasifican con cuatro dígitos XXXX. Los primeros dos números se refieren a los dos elementos de aleación mas importantes y los dos o tres últimos dígitos dan la cantidad de carbono presente en la aleación. Un acero 1040 AISI es un acero con 0.4%C; un acero 4340 AISI, es un acero aleado que contiene o.4%C, el 43 indica la presencia de otros elementos aleantes.
Las convenciones para el primer dígito son:
1 - MANGANESO2 - NIQUEL3 - NIQUEL-CROMO, principal aleante el cromo4 - MOLIBDENO5 - CROMO6 - CROMO-VANADIO, principal aleante el cromo8 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el molibdeno9 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el níquel.
No hay aceros numerados 7xxx porque estos aceros resistentes al calorprácticamente no se fabrican.
Se observa entonces que si el primer número es 1 se sabe que es un acero al carbono; si el dígito siguiente es el 0, o sea que la designación es 10xx, se trata de un acero ordinario al carbono.
19-¿Proceso de producción del arrabio?
El arrabio es el material fundido producido en un alto horno obtenido a partir de una mezcla de mineral de hierro, de un combustible como coque, carbón vegetal o antracita y de un fundente, que es piedra caliza que elimina la ganga en forma de escoria fusible por diferencia volumétrica.
Los altos hornos es un horno forrado con una capa de ladrillo refractario para soportar temperaturas altas, que tiene una dimensiones de unos 8 metros de diámetro y unos 28 a 38 metros de altura cuyas partes son el tragante, la cuba, el vientre, los etalajes y el crisol, la cámara de fusión o solera.
El tragante es la abertura por la que se introduce la carga y se escapan los gases. La cuba es un tronco de cono ensanchado hacia abajo. El vientre es la parte cilíndrica de alto horno. Los etalajes es un tronco de cono ensanchado hacia arriba. El crisol, la camarita de fusión o solera es la parte cilíndrica inferior de alto horno que lleva las toberas que suministran el aire caliente en la parte superior y otras dos toberas por donde se extrae el arrabio y la escoria en la parte inferior.
El arrabio se produce al forzar a pasar aire extremadamente caliente a 870° C a través de la mezcla de mineral de oxido Fe, coque y caliza, se quema el coque fundiendo el mineral de oxido de Fe depositando el metal fundido en el fondo y la escoria flotando encima de este por diferencia volumétrica.
El arrabio es un material ferrico con un contenido en carbono del 2%, que se obtiene al quemar elk coque y reducir el hierro a forma metalica con el monóxido de carbono que se combina con los oxidos de hierro del mineral
20--Tipos de convertidores:
-Convertidor Thomas-Bessemer
El aparato ideado por el ingles Henry Bessemer se llama convertidor por cuanto convierte el arrabio ya procesado, es decir, la fundición, en acero o en hierro. Consiste en una gran caldera periforme, forrada con grueso palastro de acero y revestida interiormente de material refractario; la parte superior está abierta y la inferior es redonda y móvil en torno de un eje horizontal y taladrada por pequeños agujeros para la insuflación del aire. El aparato descansa sobre dos soportes, uno de los cuales posee un mecanismo hidráulico que hace girar el recipiente, para que sea posible cargar la fundición sin que se tapen los agujeros del fondo, y también para facilitar la colada del acero una vez realizada la conversión. La operación de conversión se desarrolla en tres periodos:
-Escorificación : el aparato cuando se trata de la primera conversión y se retiran las cenizas; luego se coloca en sentido horizontal y se carga de fundición hasta 1/5 de su capacidad. Se le inyecta aire a presión y enseguida se devuelve al convertidor a su posición normal. El oxígeno del aire, a través de la masa líquida, quema el silicio y el manganeso que se encuentra en la masa fundente y los transforma en los correspondientes óxidos. Esta primera fase se efectúa sin llamas dentro de unos 10 min , y recién al término de la operación aparecen chispas rojizas que salen de la boca del convertidor.
-Descarburación : continuando la acción del soplete, el oxigeno empieza la oxidación del carbono, lo que se efectúa con mucha violencia y con salidas de llamas muy largas, debido a las fuertes corrientes del aire y al oxido de carbono en combustión.
- Recarburación: quemándose el carbono, el oxigeno llegaría a oxidar totalmente el hierro dejándolo inservible; a este punto se corta el aire, se inclina el convertidor y se añade a la masa liquida una aleación de hierro, carbono y manganeso en una cantidad relacionada con la calidad del acero que se desea obtener. Se endereza luego el aparato y simultáneamente se le inyecta otra vez aire por pocos minutos y por último se vierte por su boca ante todo las escorias y después el acero o el hierro elaborado.
-Convertidores (BOF) - Soplado con Oxígeno
El Horno de Oxígeno Básico es un elemento muy eficaz para convertir los lingotes de hierro en acero inyectando oxígeno. Carburos Metálicos puede suministrar el gas, los sistemas de control de procesos y el caudal así como el know-how técnico (por ejemplo, en la colocación de lanzas).
-Convertidores (BOF) - Precalentamiento de la Chatarra
Se han desarrollado equipos de control y quemadores para precalentar de forma eficaz la chatarra férrea mediante quemadores de oxi-combustible no refrigerados por agua. Se suelen conseguir ahorros de combustible del 70% y reducciones del 50% en tiempos de calentamiento.
-Convertidores (BOF) - Salpicadura de Escoria
Mediante la inyección de nitrógeno en la zona inferior del horno a través de la misma lanza de oxígeno se consigue una capa de protección de escoria fundida en la pared del refractario reduciendo el “gunning consumption” y alargando la campaña.
-Convertidores (BOF) - Agitación Inferior
El metal fundido se agita mediante una inyección de gas de alta presión con el fin de incrementar la producción de acero, la recuperación de los metales de aleación y alargar la duración de la campaña.
21-¿En que consiste la colada continua?
La colada continua se usa ampliamente en la producción de aluminio y cobre, pero su aplicación es mas digna de mencionar en la fabricación de acero, El proceso esta reemplazando el colado de lingotes debido a sus dramáticos incrementos en la productibilidad. EL colado de lingotes es un proceso discreto. debido a que las lingoteras son relativamente grandes de acero, la solidificación puede tomar de 10 a 12 horas. El uso de la colada continua reduce significativamente este tiempo.Proceso de colada continua, también llamado fundición, se ilustra en la figura la fundición de acero se vacía de una cuchara de colada a un deposito temporal (llamado tndish), el cual suministra el metal a uno o mas moldes de colada continua. El acero a solidificar en las regiones exteriores conforme descendente a través del molde enfriado por agua. Los aspersores de agua aceleran el proceso de enfriamiento. El metal se dobla de una orientación vertical a otra horizontal mientras se encuentra aun caliente y plástico. Después se corta en secciones o se alimenta continuamente a un molino laminador en el cual se convierte en placa, lamina u otros perfiles.
22-¿Que es una fundición atruchada?
La fundición atruchada es una fundición intermedia entre gris y blanca que se caracteriza por la presencia simultánea de grafito y cementita, que genera superficies duras resistentes al desgaste
No tiene aplicaciones mecánicas
Su composición básica es: Perlita + Cementita Composición en %: 4 % C, 0,90% Si.
23-¿En que consiste la fundición gris?
Si la composición y la velocidad de enfriamiento son tales que la cementita eutectoide también se grafitiza presentará entonces una estructura totalmente ferrítica pulida. Por el contrario, si se impide la grafitización de la cementita eutectoide, la matriz será totalmente perlítica. La fundición gris constituida por mezcla de grafito y ferrita es la más blanda y la que menor resistencia mecánica presenta; la resistencia a la tracción y la dureza aumentan con la cantidad de carbono combinada que existe, alcanzando su valor máximo en la fundición gris perlítica.
Se mecaniza fácilmente, resistente a la corrocion y el desgaste, es utolubricantes y amortigua las vibraciones, empleandoseen zapatas de freno y camisas de pistones
Las figuras 1 y 2 muestran la microestructura de una fundición gris cuya matriz es totalmente perlítica. Además, en la micrografía a 200 aumentos –igual que en la se observan como unos granos blancos, los cuales resueltos a mayores aumentos son, en realidad, esteadita.
Figura 1 figura 2
24-¿Qué estructura de granos tiene el acero y que estructura de granos tiene el carbono?
El acero de grano grueso contiene menos granos y límites del grano que el acero de grano fino con más cantidad de granos y límites. Por lo tanto, el acero de grano fino tiene la posibilidad de ser más fuerte y mas flexible que el de grano grueso. A menudo, otros elementos como el vanadio son agregados a la mezcla para proveer un núcleo alrededor del cual puedan crecer los granos. El objetivo de este proceso es la producción de un acero de grano mas fino y el vanadio es muy conocido por su arno Al espacio existente entre los granos, generalmente el tamaño de unos pocos átomos, se le denomina el límite del grano.
Carbono:
El tamaño del grano tiene una gran influencia en la dureza del acero. Mientras mas pequeño el grano, mas fuerte el acero.
El límite del grano impide el movimiento de las dislocaciones. Mientras mas límites, mas difícil para que las dislocaciones se muevan, y por lo tanto el acero es mas duro, fuerte y rígido.
El acero de grano grueso contiene menos granos y límites del grano que el acero de grano fino con más cantidad de granos y límites. Por lo tanto, el acero de grano fino tiene la posibilidad de ser más fuerte y más flexible que el de grano grueso.
A menudo, otros elementos como el vanadio son agregados a la mezcla para proveer un núcleo alrededor del cual puedan crecer los granos. El objetivo de este proceso es la producción de un acero de grano mas fino y el vanadio es muy conocido por su habilidad de ayudar en el control del tamaño.
25-¿Que es?
Ferrita: La ferrita en la metalurgia se denomina hierro alfa. Cristaliza en el sistema cúbico y se emplea en la fabricación de: imanes permanentes aleados con cobalto y bario; en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, cinc o manganeso, ya que en ellos quedan eliminadas prácticamente las Corrientes de Foucault. Las ferritas son materiales cerámicos ferromagnéticos, compuestos por hierro, boro y bario, estroncio o molibdeno. Las ferritas tienen una alta permeabilidad magnética, lo cual les permite almacenar campos magnéticos con más fuerza que el hierro. Las ferritas se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden producir piezas de gran resistencia y dureza, previamente moldeadas por presión y luego calentadas, llegar a la temperatura de fusión, dentro de un proceso conocido como sinterización. Mediante este procedimiento se fabrican núcleos para transformadores, bobinas y otros elementos eléctricos o electrónicos.
Cementita: Compuesto de hierro y carbono que es muy duro y quebradizo. La presencia de cementita endurece el acero.
Es el carburo de hierro Fe3C con un contenido fijo de carbono del 6,67%. Es el constituyente más duro del acero alcanzando una dureza de 68 HRC. También la morfología de la cementita es muy variada siendo destacables algunas estructuras típicas. Se consideran las siguientes en los aceros:
· Cementita secundaria
· Cementita eutectoide
· Cementita terciaria
En los aceros, la cementita libre, no asociada con otras fases suele aparecer en los aceros hipereutectoides, como cementita secundaria, formando una red continua enmarcando una estructura granular formada por colonias de perlita (fig. 1). También, aparece como consecuencia de una precipitación en estado sólido en aceros con muy poco carbono, como consecuencia de la disminución de la solubilidad del mismo por debajo de la temperatura de transformación eutectoide. Se conoce como cementita terciaria.
La cementita no libre, únicamente aparece asociada a la ferrita, como láminas finas alternadas de una y otra, cuyo agregado se conoce como perlita. Son también destacables las formas que la cementita adopta como la esferoidita.
Troostita: Es un agregado muy fino de cementita y ferrita, se produce por un enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento ligeramente inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en el rango de temperatura de 500 a 600C, o por revenido a 400C.
Sus propiedades físicas son intermedias entre la martensita y la sorbita, tiene una dureza de 400 a 500 Brinell, una resistencia a la tracción de 140 a 175 kg/mm2 y un alargamiento del 5 al 10%. Es un constituyente nodular oscuro con estructura radial apreciable a unos 1000X y aparece generalmente acompañando a la martensita y a la austenita.
Sorbita: Se obtiene con un revenido después del temple. Al realizar el calentamiento la martensita experimenta una serie de transformaciones y en el intervalo comprendido entre 400 y 650 ºC la antigua martensita ha perdido tanto carbono, que se ha convertido ya en ferrita.
Bainita: Es el constituyente que se obtiene en la transformación isotérmica de la austenita cuando la temperatura del baño de enfriamiento es de 250 a 500°C. Se diferencian 2 tipos de estructuras: la Bainita superior de aspecto arborescente formada a 500-580°C, compuesta por una matriz ferrítica conteniendo carburos y la Bainita inferior, formada a 250-4000 ºC tiene un aspecto similar a la martensita y esta constituida por agujas alargadas de ferrita que contienen delgadas placas de carburos. La bainita tiene una dureza que va de 40 a 60 HRc.
Ledeburita: La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al 25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono.
La ledeburita se forma al enfriar una fundición líquida de carbono (de composición alrededor del 4.3% de C) desde 1130ºC, siendo estable hasta 723ºC, decomponiéndose a partir de esta temperatura en ferrita y cementita
Grafito: El grafito es la forma más estable del carbono. Es la modificación hexagonal del carbono y según los estudios de su estructura, pertenece a la clase dipiramidal dihexagonal.
Las formaciones de grafito hay que referirlas, en gran parte, a depósitos carbonosos sedimentarios transformados por el metamorfismo; en otros casos revelan origen inorgánico, puesto que se explican por ser el carbono (C) procedente acaso de carburos o de combinaciones carbonílicas ascendentes. Su origen es metamórfico de contacto, metamórfico en los mármoles, gneis y esquistos cristalinos, durante el metamorfismo de las hullas.
El grafito tiene aplicaciones en la fabricación de lápices; por su condición de buen conductor de la electricidad y el calor, se emplea para revestir los moldes de galvanoplastia, para fabricar crisoles y moldes que han de soportar temperaturas muy altas, base para aplicación como lubricante. También se utiliza para evitar la oxidación.
En los últimos tiempos, el grafito ha ganado la consideración de mineral estratégico para la construcción de armamento nuclear, por emplearse como moderador, con el fin de reducir la acción de los neutrones del uranio.
Perlita: Está formada por una mezcla eutectoide de dos fases, ferrita y cementita, se produce a 723 ºC cuando la composición es de 0,8 %. Su estructura está constituida por láminas alternadas de ferrita y cementita, siendo el espesor de las láminas de ferrita superior al de las de cementita, estas últimas quedan en relieve después del ataque con ácido nítrico, lo cual hace que en la observación microscópica se revelen por las
sombras que proyectan sobre las láminas de ferrita. La perlita es más dura y resistente que la ferrita, pero más blanda y maleable que la cementita. Se presenta en forma laminar, reticular y globular.
Austenita: Se define como una solución sólida de carbono en hierro gamma. Solo es estable a temperaturas superiores a 723 ºC, desdoblándose por reacción eutectoide, a temperaturas inferiores, en ferrita y cementita. Solo puede aparecer austenita a temperatura ambiente en los aceros austeníticos, en este caso la austenita si es estable a temperatura ambiente. Es deformable como el hierro gamma, poco dura, presenta gran resistencia al desgaste, es magnética, es el constituyente más denso de los aceros y no se ataca con reactivos. La resistencia de la austenita retenida a la temperatura ambiente oscila entre 80 y 100 daN/mm2 y el alargamiento entre 20 y 25 %. Puede disolver hasta 1,7-1,8 % de carbono. Presenta red cristalográfica cúbica centrada en las caras (c.c.c.), con los siguientes parámetros de red, a=3,67 A y d=2,52 A.
Martensita: Es una solución sólida, intersticial, sobresaturada de carbono en hierro alfa. Es el constituyente estructural de temple de los aceros y su micro estructura se presenta en forma de agujas cruzadas. Los átomos de hierro están como en la ferrita, en los vértices. Los átomos de carbono están en las caras y en las aristas, presenta por tanto una red distorsionada. Esta distorsión de la red es la responsable de la dureza de la martensita. Presenta una red tetragonal. Sus características mecánicas son resistencia a la tracción entre 170-250 Kg/mm2, dureza HRc entre 50-60, alargamiento de 0,5 % y es magnética.
26-¿En que consiste el proceso de coquización?
La coquización consiste en la destilación del carbón en ausencia de oxigeno, para obtener coque metalúrgico. El proceso de coquización comienza con el transporte del carbón desde la playa de minerales hasta el molino, para obtener la granulometría adecuada. Los distintos tipos de carbón se almacenan en silos donde se mezclan para lograr el mix (mezcla) requerido. La conversión se realiza en hornos. El calentamiento en dichos hornos es indirecto realizándose a través de quemadores ubicados entre las paredes de refractarios que forman el cubiculo del horno, llegando a temperaturas de 1300° C en promedio. Cuando se eleva la temperatura, a 350° C aproximadamente, el carbón pierde su estado sólido para reblandecerse, Formando una masa viscosa que permite la unión mas intima de sus moléculas y la posterior solidificación del carbono fijo, dando lo que se denomina coque.
Posteriormente se realiza la descarga del coque, por medio de un pistón de descarga que atraviesa longitudinalmente todo el volumen del horno, derivándolo (a una temperatura de 1000° C en promedio) a un vagón de apagado, sobre el cual se descarga agua(33.300lts./min.) para enfriarlo. El tiempo se apagado es de 60 segundos por vagón. La operación secado se completa con el calor residual. Luego, el coque se destina a una planta de cribado, donde se realiza una clasificación por tamaño, para su posterior uso en el alto horno.
27-¿Como se denominan los aceros y fundiciones en el sistema americano?
DesignaciónAISI C Mn
P (max)
S (max) Si Ni Cr Mo
1330 0,28 - 0,33 1,60 - 1,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35
1335 0,33 - 0,38 1,60 - 1,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35
1340 0,38 - 0,43 1,60 - 1,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35
1345 0,43 - 0,48 1,60 - 1,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35
4023 0,20 - 0,25 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,20 - 0,30
4024 0,20 - 0,25 0,70 - 0,90 0,035 0,035 0,15 - 0,35 0,20 - 0,30
4027 0,25 - 0,30 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,20 - 0,30
4028 0,25 - 0,30 0,70 - 0,90 0,035 0,035 0,15 - 0,35 0,20 - 0,30
4037 0,35 - 0,40 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,20 - 0,30
4047 0,45 - 0,50 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,20 - 0,30
4118 0,18 - 0,23 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,60 0,08 - 0,15
4130 0,28 - 0,33 0,40 - 0,60 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4137 0,35 - 0,40 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4140 0,38 - 0,43 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4142 0,40 - 0,45 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4145 0,43 - 0,48 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4147 0,45 - 0,50 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4150 0,48 - 0,53 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 - 0,25
4161 0,56 - 0,64 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90 0,25 - 0,35
4320 0,17 - 0,22 0,45 - 0,65 0,035 0,040 0,15 - 0,35 1,65 - 2,00 0,40 - 0,60 0,20 - 0,30
4340 0,38 - 0,43 0,60 - 0,80 0,035 0,040 0,15 - 0,35 1,65 - 2,00 0,70 - 0,90 0,20 - 0,30
E4340 0,38 - 0,43 0,65 - 0,85 0,025 0,025 0,15 - 0,35 1,65 - 2,00 0,70 - 0,90 0,20 - 0,30
4615 0,13 - 0,18 0,45 - 0,65 0,035 0,040 0,15 - 0,35 1,65 - 5,00 0,20 - 0,30
4620 0,17 - 0,22 0,45 - 0,65 0,035 0,040 0,15 - 0,35 1,65 - 5,00 0,20 - 0,30
4626 0,24 - 0,29 0,45 - 0,65 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 1,00 0,15 - 0,25
4720 0,17 - 0,22 0,50 - 0,70 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,90 - 1,20 0,35 - 0,55 0,15 - 0,25
4815 0,13 - 0,18 0,40 - 0,60 0,035 0,040 0,15 - 0,35 3,25 - 3,75 0,20 - 0,30
4817 0,15 - 0,20 0,40 - 0,60 0,035 0,040 0,15 - 0,35 3,25 - 3,75 0,20 - 0,30
4820 0,18 - 0,23 0,50 - 0,70 0,035 0,040 0,15 - 0,35 3,25 - 3,75 0,20 - 0,30
5117 0,15 - 0,20 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90
5120 0,17 - 0,22 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90
5130 0,28 - 0,33 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10
5132 0,30 - 0,35 0,60 - 0,80 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,75 - 1,10
5135 0,33 - 0,38 0,60 - 0,80 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,05
5140 0,38 - 0,43 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90
5150 0,48 - 0,53 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90
5155 0,51 - 0,59 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90
5160 0,56 - 0,64 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,70 - 0,90
E51100 0,98 - 1,10 0,25 - 0,45 0,025 0,025 0,15 - 0,35 0,90 - 1,15
E52100 0,98 - 1,10 0,25 - 0,45 0,025 0,025 0,15 - 0,35 1,30 - 1,60
6118 0,16 - 0,21 0,50 - 0,70 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,50 - 0,70 0,10 - 0,15V
6150 0,48 - 0,53 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,80 - 1,10 0,15 V Min
8615 0,13 - 0,18 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8617 0,15 - 0,20 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8620 0,18 - 0,23 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8622 0,20 - 0,25 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8625 0,23 - 0,28 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8627 0,25 - 0,30 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8630 0,28 - 0,33 0,70 - 0,90 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8637 0,35 - 0,40 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8640 0,38 - 0,43 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
8642 0,40 - 0,45 0,75 - 1,00 0,035 0,040 0,15 - 0,35 0,40 - 0,70 0,40 - 0,60 0,15 - 0,25
28-¿Como se denominas los aceros inoxidables en el sistema americano?
Los aceros inoxidables tradicionales se designan por un esquema de numeración de tres digitos AISI. El primer digito indica el tio general y los dos ultimos digitos del el grado especifico dentro del tipo. En la tabla 4 se enlistan los aceros inoxidables comunes con sus composicio tipica y sus propiedades mecanicas.
Los aceros inoxidables tradicionales se desarrollaron a principios de siglo XIX desde, se han desarrolado adicionalemente varios aceros que tienen buena resistencia a la corrosion y otras propiedades deseable.
Tabla 4 Composición y propiedades mecánicas de aceros inoxidables seleccionados. Análisis químico Resistencia a la tensiónTipo Fe Cr Ni C M
nOtros Lb/pulg (MPa) Elongación,
%Austenítico 301 73 17 7 0.15 2 90.000 (620) 40302 71 18 8 0.15 2 75.000 (515) 40304 69 19 9 0.08 2 75.000 (515) 40309 61 23 13 0.20 2 75.000 (515) 40
316 65 17 12 0.08 2 2.5 Mo (515) 40Ferrítico405 85 13 - 0.08 1 60.000 (415) 20430 81 17 - 0.12 1 60.000 (415) 20Martensítico403 86 12 - 0.15 1 70.000 (4859 20403 86 12 - 0.15 1 120.000 (8259 12416 85 13 - 0.15 1 70.000 (485) 20416 85 13 - 0.15 1 140.000 (965) 10440 81 17 - 0.65 1 105.000 (725) 20440 81 17 - 0.65 1 260.000 (1790) 5
29-Para que sirve el Silicio, Magnesio, Vanadio, wolframio.
Silicio: Este elemento aparece en todos los aceros, lo mismo que el manganeso, porque se añade intencionadamente durante el proceso de fabricación. Se emplea como elemento desoxidante complementario del manganeso con objeto de evitar que aparezcan en el acero los poros y otros defectos internos. Los aceros pueden tener porcentajes variables de 0.20 a 0.34% de Si.
Se emplean aceros de 1 a 4.5% de Si y bajo porcentaje de carbono para la fabricación de chapas magnéticas, ya que esos aceros, en presencia de campos magnéticos variables, dan lugar solo a perdidas magnéticas muy pequeñas, debido a que el silicio aumenta mucho su resistividad.
Mejora ligeramente la templabilidad y la resistencia de los aceros a disminuir la tenacidad, y en ciertos casos mejora también su resistencia a la oxidación.
Magnesio: Aparece prácticamente en todos los aceros, debido, principalmente, a que se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado liquido en los hornos durante los procesos de fabricación. El manganeso actúa también como desoxidante y evita, en parte, que en la solidificación del acero que se desprendan gases que den lugar a porosidades perjudiciales en el material.
Si los aceros no tuvieran manganeso, no se podrían laminar ni forjar, porque el azufre que suele encontrarse en mayor o menor cantidad en los aceros, formarían sulfuros de hierro, que son cuerpos de muy bajo punto de fusión (981º aprox.) que a las temperaturas de trabajo en caliente (forja o laminación) funden, y al encontrarse contorneando los granos de acero crean zonas de debilidad y las piezas y barras se abren en esas operaciones de transformación.
Los aceros ordinarios y los aceros aleados en los que el manganeso no es elemento fundamental, suelen contener generalmente porcentajes de manganeso variables de 0.30 a 0.80%.
Los aceros al manganeso de uso más frecuente son:
a) Aceros al manganeso de gran resistencia, que generalmente pertenecen al grupo de aceros de media aleación, en los que al emplearse el manganeso en cantidades variables de 0.80 a 1.60%, con contenidos en carbono de 0.30 a 0.050%, se consigue mejorar la templabilidad y obtener excelentes combinaciones de características mecánicas aun en piezas de cierto espesor.b) Aceros indeformables al manganeso con 1 a 3% de Mn y 1% de carbono, aproximadamente, en los que la presencia de un alto porcentaje de manganeso, hace posible el temple con simple enfriamiento en aceite, o el aire, con lo que las deformaciones de las herramientas son muy pequeñas.c) Aceros austeniticos al manganeso con 12% de Mn y 1% de carbono, aproximadamente, que a la temperatura ambiente son austeniticos y tienen gran resistencia al desgaste, empleándose principalmente, para cruzamientos de vías, mordazas de maquinas trituradoras, excavadoras, etc.
Vanadio: Se emplea principalmente para la fabricación de aceros de herramientas, tiende a afinar el grano y a disminuir la templabilidad. Es un elemento desoxidante muy fuerte y tiene una gran tendencia a formar carburos.
El vanadio tiene una gran tendencia muy fuerte a formar carburos, por esta razón, basta con añadir pequeñas cantidades, y pocos aceros, excepto los de herramientas, contienen más de 0.02% de vanadio. Una característica de los aceros con vanadio, es su gran resistencia al ablandamiento por revenido.
Los aceros con vanadio más utilizados son:a) Aceros rápidos que suelen contener de 0.50 a 1% de vanadio.b) Aceros de herramientas de diversas clases. Para troqueles indeformables, etc., que suelen tener de 0.10 a 0.30% de vanadio.c) Aceros para muelles cromo-vanadio.
Wolframio: Es un elemento muy utilizado para la fabricación de aceros de herramientas, empleándose en especial en los aceros rápidos, aceros para herramientas de corte y aceros para trabajos en caliente. Sirve para mantener la dureza de los aceros a elevada temperatura y evitan que se desafilen o ablanden las herramientas, aunque lleguen a calentarse a 500º o 600º. 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 gran estabilidad.
Los aceros más utilizados de wolframio son:a) Los aceros rápidos con 18% de wolframio y cantidades variables de cromo, vanadio y molibdeno y 0.701% aproximadamente de carbono.b) Aceros para trabajos en caliente con 9 a 15% de wolframio y 0.30 a 0.40% de carbono. Para algunos usos de menos responsabilidad se emplean aceros de más baja aleación con 1 a 5% de wolframio.c) Aceros para la fabricación de herramientas varias con n1 a 14% de wolframio y otros elementos: cromo, manganeso, vanadio, etc., que se emplean para trabajos de corte.d) Aceros inoxidables cromo-níqueles con wolframio, de gran resistencia mecánica a elevada temperatura.
30-¿Cómo se denominan los aceros y fundiciones según el sistema chile?
En chile existe un sistema de normalización para aceros ordenados según un criterio basado en las aplicaciones mas comunes de este material; como ejemplo se pueden citar las normas NCh 203. Of 77, para aceros de uso estructural, la NCh 204. Of 78 para las barras laminadas en caliente para hormigón armado, NCh 691. Of74 para aceros en barras y perfiles livianos, etc
31-¿Como se normaliza los metales no ferrosos?
La base de la normalización de los materiales son las hojas de la norma DIN 1700. La normalizacion de los metales no férreos se subdivide en tres partes: el nombre abreviado de la composición (parte principal), las letras características de la fabricación y aplicación, y el estado de tratamientos y propiedades especiales.
32-¿Que consiste la resistencia a la corrosión de los metales?
Capacidad del metal para resistir el deterioro causado por su exposición al medio ambiente.La apreciación de la resistencia a la corrosión de los metales y sus aleaciones se hace en base a ensayos de laboratorio, con ello se valora cualquier característica del material relacionada por la destrucción química desarrollada antes, y después de la acción del medio a probar.Es común que se tome una probeta del material y se someta al medio en cuestión, luego de un tiempo de permanencia, se determina el cambio del peso, si se producen en la probeta sales o compuestos superficiales de fácil desprendimiento el peso irá disminuyendo, pero en caso contrario cuando se forman óxidos adherentes y continuos su peso aumentará.Cuando la corrosión se produce en toda la superficie de la probeta se puede determinar el cambio de peso por unidad de superficie y por hora (gramos/m2/hora), de esta forma, y usando la densidad del material, se puede finalmente determinar la velocidad de corrosión en unidades de cambio de dimensiones por año, que es la unidad mas común en la que se expresa la corrosión continua (mm/año).Para los casos en que la corrosión producida sea por zonas localizadas, el método del peso deja de ser preciso o seguro. En estos casos lo que se hace es medir la profundidad de la corrosión o el cambio de las propiedades mecánicas. Esto último tiene importancia primordial para el caso de la corrosión en la dirección de las facetas de los granos
33-¿En que consisten los materiales sintéticos?
Esto materiales creados por el hombre, son el resultado de reacciones químicas planeadas. Estos cambios transforman los materiales naturales (tales como el petróleo) en productos totalmente nuevos, como plásticos u otro tipo de derivados
Las diferentes características físicas de los materiales sintéticos son muy conocidas en la vida cotidiana. Una bolsa plástica, por ejemplo, se derrite a altas temperaturas, mientras que una cuchara de madera permanece intacta. Conocemos también materiales que mantienen su forma aún cuando se les aplica fuerza, mientras que otros pueden ser
estirados y luego vuelven a su forma original. Estas características básicas también se utilizan para clasificar a los materiales sintéticos: los materiales térmicamente deformables se llaman termoplásticos, los materiales resistentes al calor se llaman termoendurecibles y los materiales elásticos se llaman elastómeros.
Los materiales sintéticos están formados por moléculas gigantescas que son aumentadas durante el proceso de polimerización. Sus características especiales dependen de la interconexión de sus macromoléculas. En los termoplásticos, por ejemplo, las macromoléculas se encuentran una junto a la otra. Si este tipo de material sintético se calienta, las moléculas pueden deslizarse unas sobre otras, y el objeto se deforma. Cuando se enfría, el material sintético se endurece y toma una nueva forma. En contraste, los plásticos termoendurecibles están formados por finas mallas de macromoléculas. Las uniones firmes que se producen entre ellas hacen que estas moléculas no se deslicen unas sobre otras cuando se calientan.
34-¿Para que sirve?
Estaño: Se usa como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva. Su uso también es de disminuir la fragilidad del vidrio. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentifrícos (SnF2) y pigmentos. Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre. Se usa para la soldadura blanda. En etiquetas
Niquel: Aproximadamente el 65% del níquel consumido se emplea en la fabricación de acero inoxidable austenítico y otro 12% en superaleaciones de níquel. El restante 23% se reparte entre otras aleaciones, baterías recargables, catálisis, acuñación de moneda, recubrimientos metálicos y fundición Alnico, aleación para imanes. El mu-metal se usa para apantallar campos magnéticos por su elevada permeabilidad magnética. Las aleaciones níquel-cobre (monel) son muy resistentes a la corrosión, utilizándose en motores marinos e industria química. La aleación níquel-titanio (nitinol-55) presenta el fenómeno de memoria de forma y se usa en robótica, también existen aleaciones que presentan superplasticidad. Crisoles de laboratorios químicos. Níquel Raney: catalizador de la hidrogenación de aceites vegetales.
Cromo: El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la corrosión y un acabado brillante. En aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable es aquel que contiene más de un 12% en cromo, aunque las propiedades antioxidantes del cromo empiezan a notarse a partir del 5% de concentración. En procesos de cromado (depositar una capa protectora mediante electrodeposición). También se utiliza en el anodizado del aluminio. En pinturas cromadas como tratamiento antioxidante Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas. En general, sus sales se emplean, debido a sus variados colores, como mordientes.
El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es un reactivo químico que se emplea en la limpieza de material de vidrio de laboratorio y, en análisis volumétricos, como agente valorante. Es común el uso del cromo y de alguno de sus óxidos como catalizadores, por ejemplo, en la síntesis de amoníaco (NH3). El mineral cromita (Cr2O3·FeO) se emplea en moldes para la fabricación de ladrillos (en general, para fabricar materiales refractarios). Con todo, una buena parte de la cromita consumida se emplea para obtener cromo o en aleaciones. En el curtido del cuero es frecuente emplear el denominado "curtido al cromo" en el que se emplea hidroxisulfato de cromo (III) (Cr(OH)(SO4)). Para preservar la madera se suelen utilizar sustancias químicas que se fijan a la madera protegiéndola. Entre estas sustancias se emplea óxido de cromo (VI) (CrO3). Cuando en el corindón (α-Al2O3) se sustituyen algunos iones de aluminio por iones de cromo se obtiene el rubí; esta gema se puede emplear, por ejemplo, en láseres. El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes, dando mejores resultados que con óxido de hierro (Fe2O3) debido a que presentan una mayor coercitividad.
Zinc: Baterías de Zn-AgO usadas en la industria aeroespacial para misiles y cápsulas espaciales por su óptimo rendimiento por unidad de peso y baterías zinc-aire para computadoras portátiles. Piezas de fundición inyectada en la industria de automoción. Metalurgia de metales preciosos y eliminación de la plata del plomo
Plomo: El uso más amplio del plomo, como tal, se encuentra en la fabricación de acumuladores. Otras aplicaciones importantes son la fabricación de tetraetilplomo, forros para cables, elementos de construcción, pigmentos, soldadura suave, municiones, plomadas para pesca y también en la fabricación de soldaditos y otros juguetes.
Se están desarrollando compuestos organoplúmbicos para aplicaciones como son la de catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano, tóxicos para las pinturas navales con el fin de inhibir la incrustación en los cascos, agentes biocidas contra las bacterias grampositivas, ácaros y otras bacterias que puedan invadir zonas íntimas, protección de la madera contra el ataque de los barrenillos y hongos marinos, preservadores para el algodón contra la descomposición y el moho, agentes molusquicidas, agentes antihelmínticos, agentes reductores del desgaste en los lubricantes e inhibidores de la corrosión para el acero.
¿Que función cumple?
Estaño: química: Resistente ala corrosión frente al aire agua, muchas lejías y ácidos. Mecánicas: resistencia a la tracción, aproximadamente 30N/mm2; alargamiento hasta el 40% tecnológicas: no venenosos, fácil de conformar y muy dúctil. A +200°C el estaño se vuelve frágil y quebradizo; por debajo de -20°C se convierte en polvo (peste del estaño). El fenómeno obedece a un aumento de volumen motivada por descomposición del conjunto reticular. Al doblar tiras de estaño fundido, los cristales rozan entre si y producen un ruido, el grito del estaño
El estaño es muy fluido en estado fundido y muy colable. Se emplea como metal de recubrimiento por Ej.: hojalata, cuando no contiene plomo
Níquel: (Ni) mejora la resistencia y tenacidad. Incrementa la templabilidad, pero no tanto como los otros elementos de aleación en el acero. En cantidades significativas mejora la resistencia a la corrosión y es otro de los elementos mayoritarios (además del cromo) en ciertos tipos de acero inoxidable.
Cromo: (Cr) mejora la resistencia, dureza, resistencia al desgaste y dureza en caliente. Esuno de los mas efectivos de aleación para incrementar la templabilidad. El cromo mejora significativamente las propiedades de la resistencia
Zinc: Química: Buena resistencia a la corrosión; con el oxigeno el zinc forme una oxida impermeable ZnO.
Mecánica: resistencia a la tracción hasta 140/mm2; es quebradizo, pero calentado a 120°C se puede mecanizar fácilmente, a 205°C es nuevamente quebradizo; se une bien al metal base en la operación de cincado.
Tecnológicas: tienes gran importancia como anticorrosivo (cincado al fuego, a pistola o galvanico) y como componente de aleación; en la mecanización deben emplearse limas de estrado no cruzado; el zinc es colable. Formas comerciales: bloque, barras, chapas, alambre.
Plomo: químicas: Muy resistentes a la corrosión, incluso frente a la mayoría de los ácidos, pero no al agua regia(mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico). ¡venenoso!
Mecánicas: la resistencia, dureza y elasticidad son bajas, por Ej: 15 N/mm2 de resistencia a la tracción; alargamiento hasta el 60%
Tecnológicas: poca resistencia a la deformación, pero muy conformadle. Es preferible la conformación en frió. El plomo se puede soldar por diversos procedimientos (estaño, etc.) y colar fácilmente, se puede aplicar sobre otros metales. El plomo puro se emplea para cubrir tejados, para depósitos de ácidos, cables, cintas, estancar juntas, balas, protección contra radiaciones, en los carburantes como antidetonante, para marchamos y para aleaciones.
¿Como se obtiene?
Estaño: El estaño se obtiene principalmente a partir del mineral casiterita en donde se presenta como óxido. y también en el cobre.
Elaboración: en primer lugar se produce un concetrado que contiene del 60 al 70% de estaño. Siderurgia: En hornos de cuba o de llama se libera al mineral del oxigeno (reducción). El metal bruto se purifica mediante separacion por fusion o por electrolisis (refinado).
(la separacion por fusion consiste en desmezclar varios metales aprovechando los diferentes puntos de fusion.)
Niquel: El níquel aparece en forma de metal en los meteoritos junto con el hierro (formando las aleaciones kamacita y taenita) y se encuentra en el núcleo de la Tierra junto con el mismo metal. Combinado se encuentra en minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina.
Las minas de Nueva Caledonia (Francia) y Canadá producen hoy día el 70% del níquel consumido. Otros productores son Cuba, Puerto Rico, Rusia,Republica Dominicana y China.
Cromo: Se obtiene cromo a partir de la cromita (FeCr2O4). El cromo se obtiene comercialmente calentando la cromita en presencia de aluminio o silicio (mediante un proceso de reducción). Aproximadamente la mitad de la cromita se extrae de Sudáfrica. También se obtiene en grandes cantidades en Kazajistán, India y Turquía
Los depósitos aún sin explotar son abundantes, pero están geográficamente concentrados en Kazajistán y el sur de África. Se han descubierto depósitos de cromo metal, aunque son poco abundantes; en una mina rusa (Udachnaya) se producen muestras del metal, en donde el ambiente reductor ha facilitado la producción de diamantes y cromo elemental. El cromo-53 es el producto de decaimiento del manganeso-53. Los contenidos isotópicos en cromo están relacionados con los de manganeso, lo que se emplea en geología. Las relaciones isotópicas de Mn-Cr refuerzan la evidencia de aluminio-26 y paladio-107 en los comienzos del Sistema Solar. Las variaciones en las relaciones de cromo-53/cromo-52 y Mn/Cr en algunos meteoritos indican una relación inicial de 53Mn/55Mn que sugiere que las relaciones isótópicas de Mn-Cr resultan del decaimiento in situ de 53Mn en cuerpos planetarios diferenciados. Por lo tanto, el 53Cr da una evidencia adicional de procesos nucleosintéticos justo antes de la coalescencia del Sistema Solar.
El peso atómico de los isótopos del cromo va desde 43 uma (cromo-43) a 67 uma (cromo-67). El primer modo de decaimiento antes del isótopo estable más abundante, el cromo-52, es la captura electrónica, mientras que después de éste, es la desintegración beta
Zinc: Sus minerales son la calamina ZnCO3 y la blenda ZnS. Elaboracion: en primer lugar se produce un concentrado del 67 al 72% de zinc.
Siderurgia: Con el producto calcinado finamente molinazo finamente molido y polvo de carbon se forma briquetas y se reduce con carbono. A continuación se evapora y condesa, obteniendose zinc liquido. El zinc metalurgico que se vende en el comercio es un 99.5% de zinc. El zinc refinado, con 99.995% de zinc, se obtiene mediante destilación o electrolisis.
Plomo:
El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental. Se presenta comúnmente como sulfuro de plomo en la galena; los otros minerales de importancia comercial son los carbonatos (cerusita); los sulfatos (anglesita) y los fosfatos (piromorfita) son muchísimo más raros. También se encuentra plomo en varios minerales de uranio y de torio, ya que proviene directamente de la desintegración radiactiva (decaimiento radiactivo). Los minerales comerciales pueden contener tan poco plomo como el 3%, pero lo más común es un contenido de poco más o menos del 10%. Los minerales se concentran hasta alcanzar un contenido de plomo de 40% o más antes de fundirse o ceder ante la presencia de fuentes de calor extremo.
Minerales: importantes minerales de plomo son la gelena (PbS) y los minerales mezclados.
Elaboración: En primer lugar se produce un concentrado enriquecido.
Siderurgia: Por calcinación y reduccion generalmente en hornos de cuba so obtiene el plomo, por refinamiento se obtiene el plomo puro
35-tipos de imperfecciones de los materiales
Nada en nuestro mundo no es tan perfecto, no existe un material real en ingeniería que no tenga por lo menos unos pocos defectos estructurales, incluso en la perfección cristalina, estos defectos estructurales están presentes, algunos en mayor cantidad que otros. Los defectos primordiales en los materiales de ingeniería son: la imperfección química, defectos puntuales, defectos lineales y defectos planares.
Imperfección química. No existe un material sólido que sea preparado sin contener contaminación, es decir ningún material puede ser preparado sin tener algún grado de impurezas. La contaminación normal de una sustancia sólida con impurezas se le conoce como imperfección química.
Defectos puntuales. (Imperfección cerodimencional) Son defectos que se presentan estructuralmente a nivel atómico en sistemas cristalinos reales. Existen dos tipos de defectos puntuales: vacante e intersticial. La vacante es un sitio desocupado por átomo dentro de la estructura del cristal. El intersticial es un átomo extra insertado en la estructura ideal del cristal haciendo que dos átomos ocupen un lugar cercano al de uno solo en la estructura perfecta del cristal. Los defectos puntuales ocurren como resultado de la vibración térmica de toda la estructura. Al aumentar la temperatura incrementa la probabilidad de desorganización estructural.
Defectos Lineales o dislocaciones (imperfección unidimimencional) La red cristalina se distorsiona alrededor de una línea. Las imperfecciones unidimensionales están asociadas con deformaciones mecánicas. Las dislocaciones pueden ser de tipo helicoidal (de tornillo) o de borde, así como combinaciones mixtas de ambas.
Las dislocaciones en algunos materiales hacen que el material se ablande y mientras más se vaya usando el material se hace mas blando.
Defectos planares: conocidos como bordes de grano. Son imperfecciones en la superficie que separan los granos (cristales) de diferentes orientaciones en materiales
policristalinos. Es una región de átomos mal distribuidos entre granos adyacentes. En los metales los límites de grano se crean durante la solidificación cuando los cristales formados a partir de diferentes núcleos crecen simultáneamente y se encuentran unos con otros. El borde de grano es una región estrecha. El empaquetamiento atómico de los bordes de grano es algo menor que dentro de los granos.
36-buscar 10 tipos de estructuras de redes
