clasificacion de materiales metalicos

CLASIFICACION DE MATERIALES

ING. René SA- Lopez Barreiro

CLASIFICACION DE MATERIALES METALICOS

� ELEMENTOS PUROS (AQUEL ELEMENTO

CUYA CONCENTRACION ES MAYOR AL 99%)

� ALEACIONES (ES LA COMBINACION DE DOS O MAS ELEMENTOS, DE LOS CUALES AL MENOS UNO ES METALICO E IMPARTE LAS PROPIEDADES METALICAS AL MATERIAL)

ALEACIONES

� FERROSAS

� NO - FERROSAS

ALEACIONES FERROSAS

� ACEROS (ES UNA ALEACION Fe-C, CUYO CONTENIDO DE CARBONO ES DE 0.008 A 2.0%)

� FUNDICIONES (ES UNA ALEACION Fe-C, CUYO CONTENIDO DE CARBONO ES DE 2.0 A 6.67% C)

Clasificación de los aceros, según el contenido de carbono

� Bajo carbono (hasta 0.25%)

� Medio contenido de carbono (0.25 – 0.55%)

� Alto carbono (más de 0.55%)

FERRITA

PERLITA

FERRITA

Aceros aleados

� Baja aleación (suma de elementos aleantes menor a 10%)

� Alta aleación:a) Aceros Inoxidablesb) Aceros refractariosc) Aceros grado herramientad) Aceros aplicaciones especiales

ELEMENTO DE ALEACION: ES UN

ELEMENTO ADICIONADO INTEN-

CIONALMENTE AL ACERO PARA

MODIFICAR Y MEJORAR SUS

PROPIEDADES QUIMICAS Y

MECANICAS.

Clasificación de los Aceros por AISI-SAE

Aceros Inoxidables

Un acero inoxidable es una aleación hierro-carbono, donde se tiene la adición de cromo en un contenido porcentual nominal mínimo de 12%.

a) Ferríticos (AISI 400)b) Martensíticos (AISI 400 y 500)c) Austeníticos (AISI 200 y 300)

Aceros Inoxidables Ferriticos

� Contenidos de cromo de 12-18% en combinación con bajos contenidos de carbono.

� Su resistencia a la corrosión es de moderada a buena.

� Magnéticos, no endurecibles por TTT y siempre son utilizados en la condición de recocido.

� Su soldabilidad es muy baja por lo que su uso se encuentra limitado a espesores bajos (láminas).

Aceros Inoxidables Martensíticos

� Contenidos de cromo de 12-18% y carbono de 0.1 a 1.2%

� Resistencia moderada a la corrosión� Endurecibles por TTT� Baja soldabilidad� Magnéticos

Aceros Inoxidables Austeníticos

� Cromo 18%, Niquel 8% y Carbono 0.1%� Excelente resistencia a la corrosión� No son endurecibles por TTT, pero pueden

incrementar su dureza por trabajado en frio� Excelente soldabilidad y maleabilidad� No son magnéticos y son funcionales en

temperaturas extremas (temperaturas criogénicas y temperaturas de hasta 925 °C)

FUNDICIONES

a) Hierro Gris (grafito en forma de hojuelas)b) Hierro Dúctil (grafito esferoidal)c) Hierro Blanco (sin presencia de grafito)d) Hierro Maleable (grafito en forma de

nódulos)e) Hierro resistente a la corrosión y al calor

HIERRO GRIS

� Es el más común de los hierros colados� Parte del carbono (libre) se encuentra en forma de

hojuelas o laminillas de grafito distribuidas y orientadas de forma más o menos al azar

� La razón por la cual el C se encuentra en forma de grafito es la presencia de Si en cantidades de 1.0 a 2.5%

� La matriz (perlítica o ferrítica) depende de la velocidad de enfriamiento (TTT)

� La velocidad de enfriamiento puede obstaculizar la formación de grafito

HIERRO NODULAR

� En este tipo de hierro el grafito se presenta en forma esferoidal, lo cual se logra con la adición de elementos como Mg o Ce (inoculantes) en en el baño fundido.

� La estructura depende de la composición química, de los inoculantes, de la forma de aplicar éstos y de la velocidad de enfriamiento.

� Este tipo de material presenta gran aplicación en la Industria Automotriz.

Aluminio y sus aleaciones

� Baja densidad (aprox. 2.9 g/cm3), un tercio de la del acero, lo que da como resultado una alta relación peso –resistencia

� Buena conductividad térmica y eléctrica� Buena resistencia a la corrosión por la formación de un

capa de óxido resistente y de buena adherencia� Excelente ductilidad lo que permite su conformado

mecánico por distitntos métodos� Buena soldabilidad en la mayoría de sus aleaciones� Son no tóxicas y no magnéticas

Al + otros9 XX.XDescontinuada9 XXX

Al-Sn8 XX.XAl + otros8 XXX

Al-Zn7 XX.XAl-Zn7 XXX

Descontinuada6 XX.XAl-Mg-Si6 XXX

Al-Mg5 XX.XAl-Mg5 XXX

Al-Si4 XX.XAl-Si4 XXX

Al-Si-Cu ó Al-Si-Mg3 XX.XAl-Mn3 XXX

Al-Cu2 XX.XAl-Cu2 XXX

99.5% min Al1 XX.X99% min Al1 XXX

ALEACIONES FUNDIDASALEACIONES FORJADAS

Junto con la desiganción base (de 4 números), es común utilizar letras y números adicionales para una especificación más completa del material. La letra H seguida por uno, dos o tres digitos designa el grado de trabajado en frío. La letra T seguida por uno, dos o tres digitos sirven para indicar varios tratamientos térmicos.

Cobre y sus aleaciones

� Alta maleabilidad� Resistencia mecánica� Resistencia a la corrosión� Buena maquinabilidad� Excelente conductividad térmica y eléctrica� De acuerdo a la clasificación UNS, las aleaciones

C-10100 a C-79900 corresponden a productos forjados; mientras que las C-80000 a C-99000 corresponden a productos fundidos

Cobre y sus aleaciones

Grupos principales:I. Cobre comercialmente puro (99.3% min)II. Aleaciones con pequeños porcentajes de

elementos aleantes III. Aleaciones Cu-Zn (latones)IV. Aleaciones Cu-Sn (bronces)V. Aleaciones Cu-Ni (cuproniqueles)VI. Aleaciones Cu-Ni-Zn (alpacas o plata

alemana)

Níquel y sus aleaciones

Se conocen principalmente por su nombre comercial y se pueden agrupar en los siguientes grupos:

1. Ni comercialmente puro (Niquel 200, 201, 205, etc.)2. Aleaciones de alto contenido de Ni (Duraniquel, aleación 301, permaniquel,

etc.)3. Aleaciones Ni-Cu (Moneles)4. Aleaciones Ni-Cr (Inconeles, Nicrome, IN-102, Nimocast, Nimonic 80A, etc.)

5. Aleaciones Ni-Mo (Hastelloy B, Hastelloy N, Hastelloy W, etc.)6. Aleaciones Ni-Cr-Fe (Incoloys, Hastelloy F, Hastelloy G, Hastelloy X,

Piromet, etc.)

7. Aleaciones Ni-Cr-Mo (Hastelloy C, Nimonic 86, etc.)8. Ni-Cr-Co (IN-738, MAR-M200, Nimonic 90, René 80, Udimets, etc.)9. Ni-Cr-Fe-Co (Hayness)

Aleaciones base cobalto

� De estas aleaciones básicamente se tienen las aleaciones Co-Cr que se conocen comercialmente como “Stellites”

� Tienen una dureza elevada (40 a 60 HRc) por lo que son resistentes al desgaste y abrasión.

� Además tienen buena resistencia a la corrosión y a la oxidación a alta temperatura.

430

Uso

General

430

Uso

General

446

Incremento de Cr para mejorar la resitencia a la oxidación

446

Incremento de Cr para mejorar la resitencia a la oxidación

442

Incremento de Cr para mejorar la resitencia a la oxidación

442

Incremento de Cr para mejorar la resitencia a la oxidación

429

Ligeramente menos

contenido de Cr para mejorar

soldabilidad

429

Ligeramente menos

contenido de Cr para mejorar

soldabilidad

436

Adición de Mo, Nb y Ta para mejorar la resitencia

a la corrosión a alta

temperatura

436

Adición de Mo, Nb y Ta para mejorar la resitencia

a la corrosión a alta

temperatura

405

Contenido más bajo de Cr y adición de Al para prevenir endureci-miento

405

Contenido más bajo de Cr y adición de Al para prevenir endureci-miento

409

Contenido más bajo de Cr; principal-mente

utilizado en escapes de autos

409

Contenido más bajo de Cr; principal-mente

utilizado en escapes de autos

430F

Adición de P y S para mejorar la maquina-bilidad

430F

Adición de P y S para mejorar la maquina-bilidad

434

Adición de Mo para mejorar la resitencia a la corrosión

434

Adición de Mo para mejorar la resitencia a la corrosión

430F Se

Adición de Se para mejorar la maquina-bilidad

430F Se

Adición de Se para mejorar la maquina-bilidad

444

Adición de Mo para mejorar la resitencia a la corrosión

444

Adición de Mo para mejorar la resitencia a la corrosión

410

Uso

General

410

Uso

General

442

Incremento de Cr y adición de Ni para mejorar la resistencia a la

corrosión

442

Incremento de Cr y adición de Ni para mejorar la resistencia a la

corrosión

414

Adición de Ni para mejorar la resistencia

a la corrosión

414

Adición de Ni para mejorar la resistencia

a la corrosión

440A

Mayor disminución de C para mejorar la tenacidad

440A

Mayor disminución de C para mejorar la tenacidad

403

Calidad seleccionada

para turbinas y partes

sometidas a altos

esfuerzos.

403

Calidad seleccionada

para turbinas y partes

sometidas a altos

esfuerzos.

416Se

Adición de Se para mejorar la maquina-bilidad

416Se

Adición de Se para mejorar la maquina-bilidad

440B

Ligera disminución de C para mejorar la tenacidad

440B

Ligera disminución de C para mejorar la tenacidad

416

Incremento de P y S para

mejorar la maquinabi-lidad

416

Incremento de P y S para

mejorar la maquinabi-lidad

420

Incremento de C para mejorar las propiedades mecánicas

420

Incremento de C para mejorar las propiedades mecánicas

422

Adición de Mo, V y W para mejorar la resitencia y tenacidad hasta la

temperatura de 650 °C.

422

Adición de Mo, V y W para mejorar la resitencia y tenacidad hasta la

temperatura de 650 °C.

440C

Incremento de C y Cr para

incrementar dureza y la resistencia a la corrosión

440C

Incremento de C y Cr para

incrementar dureza y la resistencia a la corrosión

420 F

Incremento de P y S para mejorar la maquina-bilidad

420 F

Incremento de P y S para mejorar la maquina-bilidad