clasificación de los aceros 2015b
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CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS
CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS
• Métodos de manufactura: indica el lugar como acero de hogar abierto, de horno abierto, de horno eléctrico, etc.
• Uso: se refiere al uso final que se le dará al acero, como para máquinas, para herramientas, para resortes, etc.
• Composición química: indica el contenido aproximado de los elementos importantes mediante un método numérico.
NOMENCLATURA DE LOS ACEROS
• AISI: American Iron and Steel Institute (Instituto americano del hierro y el acero)
• SAE: Society of Automotive Engineers (Sociedad de Ingenieros Automotores)
• Para realizar la clasificación de los aceros de 4 dígitos (Y Z XX) • Se puede incluir un prefijo en letras para indicar el tipo de proceso de
manufactura.
• Y: Nos indica el tipo de acero o de la aleación, puede ser de 1 a 8.
• Z: Para aceros de aleación simple indica el porcentaje del elemento aleante.
• XX: Nos indica el porcentaje (%) contenido de carbono multiplicado por 100
NOMENCLATURA
NOMENCLATURA
NOMENCLATURA DE LOS ACEROS
EJEMPLOS
• AISI 1020: 1: acero corriente u ordinario. 0: no aleado. 20: Contenido máximo de carbono del 0.20%C.
• AISI 1045: 1: acero corriente u ordinario. 0: no aleado. 45: Contenido máximo de carbono del 0.45 %C.
• AISI 3215: 3: acero al Níquel-Cromo; 2: contenido del 1.6% de Ni, 1.5% de Cr. 15: contenido del 0.15% de carbono (C).
NOMENCLATURA DE LOS ACEROS
EFECTO DE LOS ALEANTES
EFECTO DE LOS ALEANTES
En resumen, los efectos de los elementos de aleación son: Mayor ductibilidad y dureza Mayor resistencia a los impactos Aumento de la resistencia al desgaste Aumento de la resistencia a la corrosión Mejoramiento de maquinabilidad Facilitar tratamientos térmicos y termoquímicos Mejorar propiedades eléctricas y magnéticas Dureza al rojo (altas temperaturas) Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido
(penetración de temple)
EFECTO DE LOS ALEANTES La adición de ciertos elementos en los aceros y fundiciones, cambia las líneas del diagrama de fases Fe-C. Una importante modificación se observa en la composición del eutectoide y en la temperatura eutectoide.
Efecto sobre la temperatura eutectoide Efecto sobre la composición eutectoide
Carbono
El contenido de carbono tiene una gran influencia en el comportamiento mecánico de los aceros:
A mayor % de carbono, mayor resistencia mecánica, se incrementa el
esfuerzo de cedencia, esfuerzo máximo de tracción y el esfuerzo de rotura.
Reduce la ductilidad del acero y por tanto aumenta la fragilidad.
La ductilidad es una medida de la capacidad de un material para deformarse
en forma permanente, sin llegar a la ruptura.
EFECTO DE LOS ALEANTES
Carbono
EFECTO DE LOS ALEANTES
Un acero de 0.1% C es más de cuatro veces más dúctil que otro con 1% C y dos veces más que un tercero con 0.5% C
La resistencia de un acero con 0,5% C es más de dos veces superior a la de otro con 0,1% C.
• Elementos aleantes
EFECTO DE LOS ALEANTES
Clasificación de los aceros al carbono
• Bajo (0 a 0,3 %C) SAE 1005 a 1015 muy bajo; SAE 1016 a 1030 bajo:
– Baja dureza y resistencia mecánica.
– Son fácilmente deformables, cortables, maleables, maquinables, soldables. Son muy "trabajables".
– Económicos.
– Se utiliza en elementos estructurales como perfiles, ángulos, tubos, varillas, alambres, planchas, cilindros de gas, carrocerías, ejes de baja resistencia.
– Además, para lámimas, tornillos, remaches, bujes, puertas, ventanas, muebles.
– Sirve para fabricar varillas para refuerzo de concreto, las estructuras de edificios y puentes que no requieran alto desempeño, la carrocería de los automóviles y las corazas de los barcos.
– En general se usan en piezas que no requieran alto desempeño.
Clasificación de los aceros al carbono
• Medio (0,3 a 0,6 %C) SAE 1035 a 1053:
– Resistencia mecánica y dureza media
– Ductilidad limitada
– Se emplean cuando se quiere mayor resistencia, porque mantienen un
buen comportamiento dúctil aunque su soldadura ya requiere
cuidados especiales como el forjado.
– Son mas frágiles que los de bajo contenido.
– Se utiliza para elementos de máquinas (engranajes), ejes, piezas automotrices, varillas, perfiles estructurados, resortes de baja calidad.
– Además, de piezas como hachas, azadones, picos, martillos, piezas de
armas, tornillería más exigente.
Clasificación de los aceros al carbono
• Alto (0,6 a 0,8 %C) SAE 1055 a 1095:
– Alta resistencia y dureza
– Baja deformación
– Difícil conformado
– Son muy duros pero su fragilidad es alta y son difíciles de soldar.
– Se utiliza en la fabricación de resortes, cables, cuchillas, matrices, cinceles, limas, algunos machuelos, sierras, barras.
– Se debe considerar que se requiere un tratamiento térmico para modificar su fragilidad. Los rieles de ferrocarril también se fabrican con aceros de ese tipo.
Clasificación de los aceros al carbono
• Ultraalto (1,2 a 2,1%C): – A pesar de que se han usado desde tiempos remotos sobre todo por los
árabes (aceros de Damasco) sólo se ha comprendido recientemente su formulación. Se han utilizado principalmente para la fabricación de espadas, sables, cuchillos.
– Requieren un proceso especial.
Clasificación de los aceros al carbono
PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL ACERO EN UN ALTO HORNO
https://www.youtube.com/watch?v=nooD-OsAG-Q http://www.youtube.com/watch?v=V_bhPfFvJDo http://www.apta.com.es/otua/otuaesp.html http://www.youtube.com/watch?v=-tYQ_qd4Lt4
Realizar un resumen de los videos presentados, indicar las reacciones que se producen en el proceso de obtención del acero y realizar un esquema del proceso
PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL ACERO EN UN ALTO HORNO
Aceros inoxidables Clasificación acero
• Para que sea inoxidable debe contener aleantes como 10,5% de Cr y Ni y bajo contenido de C.
• Este acero presenta una característica de autoregeneración: porque el óxido de cromo forma una “capa pasiva” fina y transparente en la superficie. Esta capa se vuelve a formar instantáneamente con la presencia del oxígeno proveniente del aire o del agua.
• Esta capa funciona como capa protectora para que la corrosión no ingrese. Esta capa es insoluble en agua, ácidos, bases
Aceros inoxidables Clasificación acero
• Resistencia a la corrosión
• Adecuada relación resistencia mecánica – peso
• Propiedades higiénicas y resistencia a bajas y a elevadas temperaturas.
el acero inoxidable no necesita ningún tipo de cobertura, u otro tipo de protección, frente a la corrosión para continuar manteniendo el aspecto brillante, aún después de ser utilizado durante décadas
Aceros inoxidables Clasificación acero
• Aceros Inoxidables Martensíticos serie 400
– Se los puede llamar simplemente al Cromo (12 al 17%) y fueron los
primeros desarrollados industrialmente (aplicados en cuchillería).
– Contenido de C relativamente alto de 0.2 a 1.2% en peso, y de Cromo
de 12 a 18%.
– Los tipos más comunes son el AISI 410, 420 y 431.
– PROPIEDADES: elevada dureza y gran facilidad para transformarlo en
diversos utensilios o herramientas, resistencia a la corrosión
moderada. Es frágil, se puede cortar pero no doblarse.
– APLICACIONES: Ejes, flechas para la industria, instrumental quirúrgico
y cuchillería (carne).
Aceros inoxidables Clasificación acero
• Aceros Inoxidables Ferríticos serie 400
– Aleaciones binarias hierro-cromo que contienen de un 12 a un 30% de
Cr, contiene gran cantidad de ferrita
– Se los llama también al Cromo, su contenido varia de 12 a 18% en
peso, pero el contenido de Carbono es bajo menor a 0.2%.
– Los tipos más comunes son el AISI 430, 409 y 434.
– PROPIEDADES: Buena resistencia a la corrosión, se deforman con
facilidad, es magnético y su dureza no es muy alta.
– APLICACIONES: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones
arquitectónicas y decorativas.
Aceros inoxidables Clasificación acero
• Aceros Inoxidables Austeníticos serie 300 (Fe-Cr-Ni)
– Son los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se
obtienen agregando Níquel a la aleación. El contenido de Cr varía de
18 a 20% en peso, el de Ni de 8 a 10,5% y el de Mn 1.5 a 2%, C 0,8%, Si
1%.
– Los tipos más comunes son el AISI 300, 304, 304L, 316, 316L, 310 y
317.
– PROPIEDADES: Excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de
higiene-limpieza, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, se
pueden utilizar tanto a temperaturas bajo cero como a elevadas
temperaturas. Deformación hasta el 40%
– APLICACIONES: Utensilios y equipo para uso doméstico, hospitalario y
en la industria alimentaria, tanques, tuberías, reactores químicos.
Aceros inoxidables Clasificación acero
• Aceros Inoxidables Austeníticos serie 300
– Son los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se
obtienen agregando Níquel a la aleación. El contenido de Cr varía de
18 a 20% en peso, el de Ni de 8 a 10,5% y el de Mn 1.5 a 2%, C 0,8%, Si
1%.
– Los tipos más comunes son el AISI 300, 304, 304L, 316, 316L, 310 y
317.
– PROPIEDADES: Excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de
higiene-limpieza, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, se
pueden utilizar tanto a temperaturas bajo cero como a elevadas
temperaturas. Deformación hasta el 40%
– APLICACIONES: Utensilios y equipo para uso doméstico, hospitalario y
en la industria alimentaria, tanques, tuberías, reactores químicos.
TRABAJO
• Lectura de texto proporcionado – Responder el cuestionario.
• De qué trata el artículo? • Qué tipos de acero se indican en el texto leído? • Cuáles son las principales diferencias entre estos aceros?
(consultar normas ASTM e INEN adicionales) • Cuál es el código o norma que establece los requisitos de la
soldadura del acero analizado? • Qué tipo de ensayo se realiza al los elementos soldados? • Qué características micro-estructurales tienen los aceros
estudiados en la publicación? • De acuerdo a la publicación, qué relación tiene el tratamiento
térmico con las propiedades del material estudiado? • Qué conclusiones considera usted son las más importantes?
Explique la razón.