¿QUÉ SE ENTIENDE POR ELECTRONEGATIVIDAD Y ELECTROPOSITIVIDAD? CONSECUENCIAS El carácter electropositivo (metal) se presenta en aquellos elementos que tienden a ceder electrones para cumplir con la regla del octeto, pudiéndose transformar en cationes (Iones +).

El carácter electronegativo (no metal) se presenta en aquellos elementos que tienden a captar electrones para cumplir con la regla del octeto, pudiéndose transformar en aniones (Iones -).

Regla del octeto: Todos los elementos tienden a estar en el estado de menor energía libre, con 8 e- en su última orbita.

ENUMERE Y EXPLIQUE BREVEMENTE LOS TIPOS DE VINCULACIONES ENTRE ÁTOMOS. JUSTIFIQUE LAS VINCULACIONES.

Enlace Iónico (Fuerte): Formados por transferencia de uno o más electrones de un átomo electropositivo a un átomo electronegativo. Los iones se mantienen unidos, mediante fuerzas electroestáticas no direccionales, formando un solido cristalino. El tamaño de los iones y la neutralidad eléctrica son los factores principales que determinan la disposición de empaquetamiento de los iones. Actúan fuerzas intermoleculares relativamente grandes, por transferencia electrónica se producen iones (+) y (-) que se

mantienen unidos por fuerzas de coulomb. Es no direccional y relativamente fuerte

Resistente Ejemplo: NaCl → Na+Cl-

Alto punto de Fusión y ebullición

Son malos conductores de calor y de electricidad en Estado sólido, usados como aislantes

Enlace Covalente (Fuerte): Se forman a través de la compartición de pares de electrones de orbitales semillenos. Cuanto mayor es el solapamiento de los orbitales de enlace, mayor es la fuerza de enlace, dichos enlaces son direccionales. Actúan fuerzas interatómicas relativamente grandes creadas por la compartición de electrones entre átomos dando lugar a la

formación de un enlace direccional

Enlace Fuerte Ejemplo: CH4 (Metano)

Malos conductores del calor y la electricidad

Es un enlace químico

Enlace Metálico (Fuerte):

Solo se da entre átomos metálicos y no es direccional. Actúan fuerzas interatómicas relativamente grandes creadas por la compartición de electrones deslocalizados que conducen a la formación de un fuerte enlace no direccional entre átomos.

No se ven Átomos sino Iones con Carga + Ejemplo: Hierro y aleaciones ferrosas. Se forma una nube de electrones libres compartidos por toda la estructura.

Enlace de mayor estabilidad.

Son duros y con alto punto de fusión y ebullición.

Son Buenos conductores eléctricos y térmicos.

VAN DER WAALS (Débil):

Los enlaces secundarios se forman por atracción electroestática entre los dipolos eléctricos que forman átomos o moléculas. - Es un enlace débil. - Las cargas están repartidas en forma asimétrica. - Son átomos neutros pero hay concentración de cargas. - Es una unión física. - Es entre moléculas

- A pesar de que el átomo es neutro en el espacio y tiempo se producen concentraciones de cargas positivas o

negativas en las moléculas, que crean atracciones átomos de cargas diferentes.

Enlace de dipolo oscilante → Enlace muy débil de dipolo eléctrico que se produce entre átomos por la distribución

asimétrica de densidades electrónicas en un átomo entorno a su propio núcleo. La densidad electrónica esta continuamente cambiando con el tiempo.

Ejemplo: Ante cambios en el PH de moléculas en solución. Enlace de dipolo permanente → Enlace intermolecular relativamente débil formado entre moléculas que poseen

dipolos permanentes. Un dipolo existe en una molécula debido a una asimetría en la dirección de densidad electrónica. El enlace de hidrogeno es un caso especial de interacción.

ENLACE PUENTE DE HIDROGENO → Tipo de unión dipolar permanente, que se presenta entre un átomo de

hidrógeno enlazado a un elemento muy electronegativo (O, F, N, CL) → Agua, alcoholes, polímeros.

CLASES DE MATERIALES. CARACTERISTICAS PRICIPALES

Metálicos: Materiales con enlaces metálicos Sustancias inorgánicas formadas por elementos metálicos y también pueden estar combinados con no metálicos. Poseen estructura cristalina en la que los átomos están dispuestos ordenadamente.

Ejemplo: Cobre, Aluminio, Hierro, Titanio Polímeros:

Formados por largas cadenas de moléculas orgánicas o redes.

Sustancias fundamentalmente orgánicas con enlaces no metálicos Ejemplo: Plásticos, Poly vinyl Chloride (PVC), Polyester y cauchos.

Cerámicos: Materiales inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos unidos químicamente. Pueden ser cristalinos, no cristalinos o mezcla de ambos.

Ejemplo: Porcelana, vidrio, Ladrillos refractarios

Compuestos: Mezcla de dos o más materiales. Consiste en un material de refuerzo y una resina compatible de unión para obtener unas características específicas y propiedades deseadas.

• Son livianos, rígidos y resistentes. • Algunos pueden ser muy tenaces. • Son caros y difíciles de conformar y unir.

• En aplicaciones estructurales de altas exigencias son los únicos que pueden competir con los metales.

Tienen mejores propiedades combinados que por separados. Ejemplo: Hormigón, mortero, PRFV (Plástico reforzado con fibra de vidrio), hormigón armado (barras de acero reforzadas en cemento y arena).

Electrónicos: Importantes en tecnologías de ingeniería avanzada.

• Poseen propiedades eléctricas intermedias. • Sus propiedades eléctricas son sensibles a la presencia de impurezas.

• Se utilizan en la industria electrónica para la fabricación de circuitos integrados. Ejemplo: Silicio, Paladio, Oro, Germanio.

¿QUÉ FACTORES HAY QUE TENER EN CUENTA EN LA ELECCIÓN DE UN MATERIAL?

Disponibilidad: Según el lugar y momento requerido. Costo: Siempre se elige el menor costo que cumpla con las necesidades del cliente.

Propiedades mecánicas: Resistencia a la tracción, dureza, resiliencia, conformabilidad, o facilidad de mecanizado. Propiedades químicas: Resistencia a la corrosión, etc. Contaminación

CONDICIONES DE ESTADO METÁLICO. CONCEPTOS. Los átomos provienen de elementos electropositivos. Los átomos están ionizados (+).

Los Iones no están distribuidos al azar. Siguen un ordenamiento espacial predeterminado (parámetro de red). Formando una estructura cristalina.

Los electrones, producto de la ionización, permanecen libres dentro de la estructura formando una nube electrónica dando origen a la conductividad térmica y eléctrica.

MODELOS DE ESTRUCTURA CRISTALINA MÁS COMUNES DE LOS METALES. DIBUJE LAS CELDAS UNITARIAS.

Cúbica:

1 átomo por celda.

Cúbica centrada en el Cuerpo

(BCC):

2 átomos por celda.

Cúbica centrada en las Caras

(FCC):

4 átomos por celda.

Tetragonal simple: 1 átomos por celda.

Tetragonal centrado en el Cuerpo:

2 átomos.

Hexagonal compacta

(HCP):

6 átomos.

ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALES. JUSTIFICAR Los iones, al estado sólido, se disponen según un parámetro de red. Dentro de la estructura, los iones se repelen entre sí, obligando a los iones interiores a permanecer estables en su posición. Los electrones, producto de la ionización, permanecen libres dentro de la estructura y se encuentran en constante

movimiento de atracción hacia las cargas positivas y de repulsión de las cargas negativas. Los iones, particularmente los de la capa exterior, son retenidos por la nube de electrones que los rodean estabilizando la estructura (Fuerte unión energética).

¿QUÉ SE ENTIENDE POR COMPORTAMIENTO ELÁSTICO Y PLÁSTICO EN LOS METALES?

Un material tiene comportamiento elástico cuando al aplicar una carga, se produce deformación, y luego al retirarla, el material recobra sus dimensiones originales. El comportamiento Plástico se produce cuando al aplicar una carga, se produce deformación, y al retirar la carga, el material no recupera sus dimensiones originales, sino que deforma permanentemente, se deforma la red cristalina.

EXPLICAR COMO AFECTA LA TEMPERATURA EL COMPORTAMIENTO DE LOS METALES, EN CUANTO A LA FRAGILIDAD. JUSTIFICAR LA RESPUESTA

Los aspectos más importantes en el comportamiento mecánico de los metales son: 1. La ductilidad, que es la propiedad de soportar grandes deformaciones plásticas para producir piezas útiles, 2. La resistencia mecánica, que es responsable de que los metales soporten grandes esfuerzos sin romperse. Ambas propiedades son fuertemente dependientes de la temperatura a la cual se realiza la prueba.

En general, la resistencia disminuye y la ductilidad se incrementa al aumentar la temperatura de prueba.

Al incrementarse la temperatura se produce generación de nuevos sistemas de deslizamiento y la operación de otros mecanismos de deformación como el deslizamiento de bordes de grano a altas temperaturas, que disminuyen el endurecimiento por deformación.

¿QUÉ SE ENTIENDE POR DUCTILIDAD Y FRAGILIDAD EN LOS METALES? JUSTIFIQUE ¿CÓMO SE EVALÚA?

Ductilidad es la capacidad de deformación plástica o elástica en alargamiento, sin romperse. Se estudia con un ensayo de Tracción, colocando la probeta para que sufra una deformación longitudinal y se alargue hasta romper. Se analiza en el ensayo los tipos de roturas según el material. Fragilidad: Es cuando el material tiene agotado los mecanismos de deformación plástica, planos de deslizamiento o

dislocaciones, y si se le aplica tensión, se rompe sin deformar. Los ensayos que se realizan para determinar la fragilidad son los de impacto, se utilizan probetas normalizadas que presentan muescas o entallos. El motivo de la muesca es para generar una fisura normal. Cuánto menos energía absorbe la probeta para romper, más frágil es el material

Método Charpy: Probeta horizontal. Impacto del péndulo sobre la probeta en

forma vertical. Método Izod: Probeta en posición vertical. Impacto sobre la probeta como péndulo.

¿A QUÉ SE DEBE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN LOS METALES?

Cuando se calienta el metal, la energía cinética promedio de sus moléculas aumenta, incrementándose su nivel de agitación, los iones y electrones modifican y propagan su movimiento. En los metales, la conductividad es debido a la nube electrónica. A medida que la nube electrónica se desplaza, el material aumenta su temperatura en otras zonas, transmitiendo el calor.

¿A QUÉ SE DEBE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN LOS METALES?

El átomo, al ceder electrones, queda un ion electropositivo y los electrones libres forman la nube electrónica. La electricidad es un flujo de electrones, por lo tanto, al haber electrones libres, es mas fácil que circule el flujo eléctrico. Su conductividad depende del espacio para la circulación de electrones, de su modelo geométrico, de la distancia mutua

característica, la temperatura y los elementos de aleación e impurezas.

Cuantos más puros sean los metales, mayor será su conductividad. Al no haber un grado de orden perfecto, los electrones pueden impactar contra los iones, transformando su energía en calor.

RESISTENCIA ELÉCTRICA. CONCEPTO. RELACIÓN CON TEMPERATURA.

La resistencia eléctrica es la oposición de una estructura al paso de la corriente. En los materiales metálicos depende principalmente de los elementos de aleación, la temperatura, la estructura cristalina, el parámetro de Red y los tipos de Iones. A temperatura ambiente, los electrones se desplazan por el conductor en forma desordenada y colisionando con los iones, transformando su energía cinética en calor. La estructura entonces detiene su circulación. A medida que va aumentando la temperatura desde el cero absoluto, aparecen vibraciones en la red atómica que influyen en

la propagación de electrones. La repulsión entre los electrones incrementa la dispersión apareciendo el fenómeno de resistencia eléctrica que aumentará con la temperatura.

¿POR QUÉ LOS FENÓMENOS DE SUPERCONDUCTIVIDAD SE DAN A BAJAS TEMPERATURAS? La superconductividad se logra en ciertos materiales con un grado de pureza extrema a temperaturas cercanas a 0ºK, dado que la energía cinética vibratoria atómica llega a un mínimo, el espacio entre los electrones es máximo y la resistencia

eléctrica mínima, ya que el grado de orden de la estructura cristalina tiende a ser el máximo posible con lo cual los electrones se pueden mover con mayor facilidad, y ya que el material adopta el estado de condensado de Bose-Einstein donde los

electrones se asocian de a pares para desplazarse libremente sobre las estructuras cristalinas perfectamente alineadas.

DEFORMACIÓN EN FRÍO. DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS.

Conformación en Frío: Se produce bajo la temperatura de re-cristalización. Proceso en el cual se obtienen piezas o productos de determinadas formas y tamaños, pero sin pasar por la etapa de fusión. Esta deformación aumenta la resistencia mecánica, pero disminuye la ductilidad, esto se debe al agotamiento de los mecanismos de deslizamiento.

Ventajas Desventajas

Buen control dimensional Requiere una mayor energía para deformar

Menor corrosión e incrustaciones No puede trabajar elementos de elevada aleación sin romperlos

Mejor terminación superficial

DEFORMACIÓN EN CALIENTE. DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS.

Conformación en Caliente: Se produce sobre la temperatura de re-cristalización.

Las altas temperaturas dan lugar a un proceso de re-cristalización dinámica, motivo por el cual la estructura se debilita y se permite a los iones reubicarse en nuevas posiciones con facilidad. En estas condiciones el material pierde su rigidez, llegando a un estado de extrema ductilidad y escasa resistencia. Por lo tanto, al contener mayor energía calórica, necesita menos energía para deformar.

Ventajas Desventajas

Se puede deformar con menos energía (mas fácil romper uniones) Se necesita una fuente de calor como aporte térmico

Puede trabajar elementos de elevada aleación sin romperlos Es más difícil llevar un control dimensional

Mayor exposición a la corrosión e incrustaciones

Mala terminación superficial

¿QUÉ SE ENTIENDE POR SOBREENFRIAMIENTO EN LA SOLIDIFICACIÓN DE UN METAL REAL?

La temperatura de fusión y solidificación realmente no coinciden. En caso de estar

calentando, la temperatura de transformación de fusión se corre hacia

arriba. En caso de estar enfriando, la temperatura de transformación de solidificación se corre hacia abajo. Para el cambio de Estado desordenado a un Estado ordenado, se requiere Energía. Cuanto mas brusco es el enfriamiento, mayor es el sobre-enfriamiento, debido a

una energía térmica inercial. En el sobre-enfriamiento aparecen los gérmenes, algunos llegan a nuclear y formar granos En los metales puros o ideales el sobre-enfriamiento no existe.

¿QUE ENTIENDE POR SEGREGACION? DE UN EJEMPLO SENCILLO

Al producirse la solidificación de la aleación las dendritas crecen y se genera un desbalance entre la composición del metal solidificado y el metal fundido remanente. Este desbalance de composición se manifiesta finalmente como segregación de elementos en las fundiciones terminadas. La segregación es de dos tipos, microscópica y macroscópica. A nivel microscópico,

la composición química varía a través de cada grano individual. Esto se debe a que la espina inicial de cada dendrita tiene una proporción más alta de uno de los elementos de la aleación La dendrita crece a expensas del líquido remanente que ha sido parcialmente agotado de este primer elemento. Finalmente, el último metal que solidifica en cada grano es el que quedó atrapado en las ramas de las dendritas, cuya composición es aún más desbalanceada. El resultado es una variación en composición química dentro de cada grano de la fundición. Ejemplo: Perlita (eutectoide); Ledeburita (eutéctico).

¿QUÉ SON LOS RECHUPES Y LAS SOPLADURAS Y CÓMO SE ORIGINAN?

Son Macro-Defectos producidos en la solidificación. Rechupe: Consiste en una contracción volumétrica, producida al enfriar los metales, aparece en los últimos lugares en

solidificar. La zona que solidifica último, carece de otro líquido que la alimente para compensar su contracción, por lo tanto, en esa zona queda un vacío que equivale a la contracción volumétrica total de la pieza. Se soluciona con un suplemento de pieza que luego se corta. Sopladura: Gas retenido dentro de la pieza, que no puede ser eliminado del molde debido a un ineficiente sistema de evacuación de gases. Toma forma esférica, ya que es la forma de menor energía libre.

Formas de evitar las sopladuras: hacer un correcto sistema de eliminación de gases en el diseño de molde y colada.

¿CÓMO SE DESARROLLA LA MACROESTRUCTURA DE UNA PIEZA FUNDIDA DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN? Ocurre en una lingotera. Se produce Shock Térmico entre el baño líquido y el contacto de las paredes, dando fruto a una capa de grano extra fino llamado CHILL,

luego comienza el crecimiento hacia el centro del lingote. Se irá formando la estructura dendrítica, la cual tiene una forma ramificada, que irá

desarrollándose al enfriarse el material. En el centro de la pieza, donde el enfriamiento es lento, aparecen granos grandes equiaxiales. En la solidificación se produce una contracción volumétrica, la zona que solidifica último carece de otro líquido que la alimente para compensar su contracción, por lo

tanto, en esa zona, queda un vacío que equivale a la contracción volumétrica total de la pieza, y se forma el Rechupe. Se soluciona con un suplemento de pieza en esta zona, llamado mazarota, que luego se corta.

ORIGEN DEL BORDE DE GRANO. IMPLICANCIAS MECANICAS.

En la solidificación, se producen varios núcleos que se desarrollan en distintas direcciones. Cuando el crecimiento colisiona, se produce el borde de grano, el cual es la zona de encuentro de los frentes de crecimiento de los cristales. La zona de encuentro no es regular y posee un alto contenido de energía libre, favoreciendo la corrosión. En esta zona se deposita gran parte de las impurezas.

Los granos grandes tienen tendencia a la fragilización y los granos chicos mejoran el comportamiento resistente.

¿QUÉ ES UN MATERIAL MONOCRISTALINO Y POLICRISTALINO? COMPORTAMIENTOS Materiales Monocristalinos: Formado por un germen que nucleó, y luego creció y desarrollo un único cristal en toda la

pieza. Son sistemas homogéneos de grano único. Sin discontinuidades. Solo se produce en los metales puros y se hace en condiciones de laboratorio. Son muy duros, tienen alta resistencia mecánica y baja ductilidad. Materiales Policristalinos: Se producen varios núcleos que se desarrollan en distintas direcciones. Cuando en el crecimiento colisiona, se produce el borde de grano. Tienen más de un tipo de ordenamiento o estructura cristalina. Cada una de estas estructuras se llama granos. Estos se van ordenando en forma regular. Durante la solidificación hay competencia entre los cristales para ocupar el mayor espacio posible.

Granos grandes: Tienen menos borde de grano, son frágiles, duros y de baja ductilidad. Granos chicos: Tienen mas borde de grano, son dúctiles, de buena resistencia mecánica y al impacto.

DEFECTOS CRISTALINOS. BREVE DESCRIPCIÓN DE CADA UNO

Defectos de punto: Vacancia: Lugar vacante, se pierde un ion. Los lugares vacantes se generan por la existencia de una superficie rugosa sobre el cual hace contacto la estructura, lo que origina que los granos crezcan en distintas direcciones, y por la disipación irregular de la temperatura. Átomo intersticial: Un átomo extra o molécula se inserta en la estructura de la red en una posición que normalmente no está ocupada. Este tipo de defecto introduce grandes tensiones en los alrededores ya que normalmente el átomo es

más grande que el intersticio. Átomo sustitucional: Se da cuando un átomo de otro metal ocupa un espacio de la red en donde se encontraba un átomo propio de la estructura.

Defectos lineales: Llamados dislocaciones, se dan cuando aparece un plano extra incompleto de átomos en la estructura. Se crean durante la solidificación o por deformación plástica.

Dislocación de borde: Son aquellas que al aplicarles una solicitación se mueven en forma paralela a la fuerza aplicada.

Dislocación de hélice: Son aquellas que al aplicarles una solicitación se mueven en forma perpendicular a la fuerza

aplicada. Defectos Superficiales: Se refieren a fenómenos que se desarrollan en la región de separación entre las distintas redes cristalinas (fases). Se clasifican en:

Borde de grano: Se refiere al límite que separa los cristales que tienen diferente orientación. Borde de macla: Ante la aplicación de un esfuerzo se genera una macla. Los átomos de un lado se espejan del otro lado de la macla.

Defectos volumétricos: Se ven a simple vista. Generan grietas, poros e inclusiones de materiales durante la fabricación. ¿POR QUÉ LA RESISTENCIA MECÁNICA DE UN MONOCRISTAL PURO SIN DEFECTOS, ES MUY SUPERIOR A LA DE UN MATERIAL POLICRISTALINO?

El mono cristal al estar constituido por un solo tipo de red cristalina, o sea está formado por un grano único, no presenta discontinuidades por lo que cuenta con elevada resistencia mecánica. En cambio los materiales poli cristalinos están

formados por varios granos, en la etapa de solidificación se genera entre ellos una competencia para ocupar el mayor espacio posible, por lo que generan discontinuidades en el material, siendo este más frágil que el de mono cristal.

¿QUÉ SE ENTIENDE POR SOLUCIÓN SÓLIDA? TIPOS DE SOLUCIÓN SÓLIDA. BREVE EXPLICACIÓN DE CADA UNA

Solución sólida: Sistema homogéneo, de un soluto en un solvente en estado sólido. El material base (solvente) es el que se encuentra en mayor proporción y establece la estructura.

Sustitucional: El Ion del soluto ocupa la misma posición en la red cristalina que ocupaba el solvente. Condiciones: * Similar valencia * Similar radio atómico

* Similar electronegatividad * Baja afinidad química Son más maleables

Intersticial: El soluto ocupa posiciones vacías en la red fuera de los estados de equilibrio. Se produce por exclusión del soluto de la red

Tienden a ser más duros

DIBUJE COMPLETO UN DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO LÍQUIDO Y SÓLIDO. Es un sistema formado por dos elementos, A y B, los cuales forman una sola fase, en cualquier composición, en estado

sólido y líquido.

CONCEPTO DE DIFUSIÓN. TIPOS

Es el deslizamiento de los átomos, moléculas o iones de una sustancia a través de la microestructura de la otra. La difusión variaría las propiedades de la pieza.

Los factores que influyen son:

Temperatura: El crecimiento de la difusión en relación a la temperatura es exponencial. (Factor exógeno) Coeficiente de difusión: A mayor coeficiente, mayor difusión. Depende de la temperatura. Los coeficientes son

relativos a cada material. (Factor endógeno) La movilidad de los átomos requiere dos condiciones:

Debe existir un lugar vacío Los átomos deben tener la suficiente energía para desplazarse en la red.

Auto-difusión: Desplazamiento de las partículas de un elemento dentro del mismo elemento (Ej.: cambio de iones por vacancias) Existen dos mecanismos de difusión: Difusión por vacancias: Requiere vacantes, producto de imperfecciones y defectos en la red cristalina.

Los iones ocupan los lugares que deberían estar ocupados en la red.

Difusión intersticial: Movimiento de partículas a una posición fuera de la red.

DIBUJE COMPLETO UN DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO LÍQUIDO E INSOLUBILIDAD TOTAL EN SÓLIDO. FASES, LÍNEAS Y PUNTOS CARACTERÍSTICOS.

CONCEPTO DE EUTÉCTICO. CARACTERÍSTICAS Es un microconstituyente polifásico.

Tiene temperatura de solidificación dada y no un rango de temperaturas, por lo tanto existe una composición y temperatura eutéctica determinada. 1-No tiene intervalo de solidificación. Solidifica igual que un metal puro. 2-La temperatura de fusión de la aleación eutéctica es la más baja. 3-El eutéctico tiene una estructura globular.

4-La temperatura de fusión es una sola. 5-Hay una sola composición que corresponde al eutéctico.

6-Es un punto invariante.

CONCEPTO DE EUTECTOIDE. CARACTERÍSTICAS.

Es un microconstituyente polifásico de morfología laminar, en el cual la reacción eutectoide tiene lugar completamente en estado sólido y esta compuesto por sólidos de fases distintas. Por ejemplo, para el acero, esta transformación da lugar a 723°C. La austenita se transforma en cementita (Fe3C) y en ferrita. El eutectoide obtenido se nombra “perlita". 1- Tiene una morfología laminar. 2- Punto invariante. 3-Su temperatura de transición es única.

4-Hay una sola composición que corresponde al eutectoide.

DEFINA LAS CURVAS DE LIQUIDUS, SOLIDUS Y SOLVUS Curva de Líquidus: Línea sobre la cual solo existe el estado líquido. Curva de Sólidus: Línea debajo de la cual solo existe el estado sólido.

Curva de Solvus: Línea de solubilidad que separa una región que tiene una fase sólida (solución) de otra que tiene dos fases sólidas (solución y precipitado).

DIBUJE COMPLETO UN DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO LÍQUIDO Y

SOLUBILIDAD PARCIAL EN ESTADO SÓLIDO. FASES, LÍNEAS Y PUNTOS CARACTERÍSTICOS.

ESTADOS ALOTRÓPICOS DEL HIERRO. COMPONENTES QUE SE FORMAN.

1- Se ordenan los dipolos magnéticos, se desmagnetiza y consumiendo energía.

El hierro alfa se transforma de magnético a no magnético. Fe α Magnético+ Fe α No magnético 2-Se transforma el Hierro alfa no magnético en Hierro gama. Fe α No magnético + Fe γ

3-Se transforma el hierro gama en Hierro delta. Fe γ+ Fe δ 4-Se transforma el Hierro delta en Hierro líquido. Fe δ+ Líquido

¿CUÁL ES LA DIFERENCIA ENTRE UN ESTADO ESTABLE Y METAESTABLE?

El estado metaestable, se da cuando un equilibrio que debiera ser alcanzado no lo es, perdurando un equilibrio que era particular de otros valores de las variables de estado (temperatura, presión, concentración, volumen). En otras palabras, el sistema se encuentra en un estado que no se corresponde con sus parámetros físico-químicos termodinámicos (temperatura, presión, concentración, volumen), pero aparenta estar en equilibrio. La realidad es que el sistema esta evolucionando hacia el equilibrio, a una velocidad muy lenta, prácticamente no apreciable, casi imperceptible y por eso a los efectos prácticos para diferenciarse del verdadero estado estable se lo llama metaestable.

Cabe destacar que modificaciones de las condiciones del sistema aceleran el retorno al verdadero estado de equilibrio.

DIBUJE EL DIAGRAMA FE-C. INDIQUE: PERITÉCTICO, EUTÉCTICO, EUTECTOIDE, TEMPERATURAS Y %CARBONO

CORRESPONDIENTES A LOS MISMOS Y LAS FASES PRESENTES EN CADA ZONA.

Estado Estructura

Cristalina

Parámetro

de Red

Temperatura

Fe α (Alfa) Magnético BCC 2,8664 A Hasta 783 °C

Fe α (Alfa) No magnético BCC 2,8664 A 783 a 910 °C

Fe γ (Gamma) FCC 3,639 A 910 a 1410 °C

Fe δ (Delta) BCC 2,8664 A 1410 a 1535 °C

¿CUÁLES SON LOS MICROCONSTITUYENTES MONOFÁSICOS QUE APARECEN EN LOS ACEROS? DEFINA CADA UNO.

Ferrita: Solución solida intersticial de carbono en hierro α. Cubico de cuerpo centrado, ocupando el carbono los espacios intersticiales de las aristas. El contenido máximo de carbono es de 0.025% a 723ºC disminuyendo este a medida que desciende la temperatura, llegando a ser casi nulo (20ppm) a temperatura ambiente. Puede contener pequeñas cantidades

de Si, P, Ni, Mn, Cu, Al.

Constituyente mas blando de los aceros: 90HB, 28kg/mm2 de rotura y 35% de alargamiento, es magnético debajo de 770ºC. Austenita: Solución solida intersticial de carbono en hierro γ. Se encuentra en los aceros por encima de las temperaturas Ac3 o Acm con una solubilidad maxima de 2.11% C a 1148ºC. La solubilidad decrece con la temperatura hasta 0.88% C a 723ºC (punto Ac1), descomponiéndose en perlita (ferrita + cementita). El hierro γ tiene mayor solubilidad de carbono que el hierro α porque la red FCC (hierro γ) deja mayores espacios

intersticiales posibles que pueda ocupar el carbono, debido a su radio atómico en comparación al hierro α. La resistencia a la tracción es de 88-105 kg/mm2, y alargamiento de 20-30%. Es amagnetica, dúctil y tenaz. Cementita: Es un compuesto intermetalico, carburo de hierro, que contiene 6.67% de C y 93.33% de Hierro. Cristaliza formando un paralelepípedo ortorrómbico. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, HRc > 68. Ferromagnetica por debajo de los 210ºC.

Hay tres tipos según el origen y distinta morfología: 1) Primaria: Originada en la solidificación de las fundiciones.

2) Secundaria: Originada por la pérdida de solubilidad del carbono en la austenita a medida que desciende la temperatura. 3) Terciaria: Variación de solubilidad del carbono en la ferrita.

¿MICROCONSTITUYENTES BIFÁSICOS EN LOS ACEROS Y EN LAS FUNDICIONES DE HIERRO? DEFINA CADA UNO.

Perlita: Microconstituyente polifásico eutectoide de aproximadamente 0.88%C, formada por laminas alternadas de ferrita y cementita, provenientes de la descomposición de la austenita por enfriamiento lento al pasar los 723ºC. Contiene 13% de Fe3C y 87% de Fe α, con una resistencia de aproximadamente 80kg/mm2 y un alargamiento del 15%. La finura de estas láminas y separación, depende de la velocidad de enfriamiento e influyen sobre las características mecánicas. En función de ellos, podemos clasificarla en perlita gruesa y perlina fina.

Ledeburita: Microconsituyente polifásico Eutéctico de aproximadamente 4,3% de C. Aparece en las fundiciones de hierro. Compuesta por 52% cementita y 48% austenita. Tiene una estructura globular. Se forma a partir del enfriamiento lento al descender los 1132°C. (T. eutéctica).

La ledeburita no existe a temperatura ambiente en las fundiciones ordinarias, debido a que en el enfriamiento se transforma en cementita y perlita; sin embargo, en las fundiciones se pueden conocer las zonas donde existió la ledeburita por el

aspecto eutéctico con que quedan las agrupaciones de perlita y cementita. Dividiéndose en ledeburita primaria (T>723 °C) y en Ledeburita Transformada (T<723ºC). La Ledeburita secundaria o transformada es ledeburita formada por perlita y cementita Bainita: Mezcla de ferrita y carburo de hierro. Vista al microscopio, tiene apariencia acicular, con placas formadas por un volumen de ferrita con incrustaciones de partículas de carburo de hierro. Básicamente tenemos dos tipos de bainita:

Bainita superior: Se forma a una temp. aprox. 460ºC Bainita inferior: Se forma a temp. aprox. 250ºC. A medida que baja la temp. la estructura es más acicular. La transformación bainitica es isotérmica.

QUE ES LA LEDEBURITA TRANSFORMADA Y COMO SE ORIGINA

Ledeburita Transformada (T<723ºC), es ledeburita formada por perlita y cementita. La ledeburita no existe a temperatura ambiente en las fundiciones ordinarias, debido a que en el enfriamiento se transforma en cementita y perlita.

DEFINICIÓN DE MARTENSITA. CARACTERÍSTICAS. Martensita: Solución sobresaturada de carbono en Feα, que puede o no contener carburos. Es el constituyente típico de los aceros templados. Contiene en general hasta 1% de carbono, en casos especiales de aceros hipereutectoides, encontramos

valores de hasta 1.3%C. Sus propiedades varían con su composición, aumentando su dureza, resistencia y fragilidad con el contenido de carbono. Después de los carburos y la cementita, es el micro constituyente mas duro de los aceros. Resistencia: 170 a 250 kg/mm2 Dureza: 50 a 68HRc // La cementita y los carburos superan los 70HRc.

Alargamiento: 0.5 a 2.5% Es magnética, presenta en el microscopio una estructura marcadamente acicular, en forma de agujas, estas agujas se

presentan en zigzag formando ángulos de 60º. Para identificarlas se requiere con un mínimo de 1000 aumentos. La estructura cristalina es tetragonal. Martensita revenida: Con el tratamiento térmico de revenido se incrementa la ductibilidad y tenacidad de la austenita y las tensiones internas se reducen. Para ello se calienta el acero hasta cerca del eutectoide. La estructura queda con partículas pequeñas de cementita dispuesta en una matriz ferrítica.

¿PARA QUÉ SE UTILIZAN LOS DIAGRAMAS TTT Y CÓMO SE OBTIENEN? Para templar se utilizan velocidades que no son de equilibrio y; aparecen fases fuera de equilibrio

que no son observables en el diagrama Meta-Estable Fe-Fe3C.

Necesito conocer la velocidad crítica de temple que la obtengo con el Diagrama TTT. Este diagrama establece las transformaciones metalográficas en función del tiempo y de la temperatura.

La curva de la izquierda del diagrama se llama nariz perlítica, la tangente a la nariz perlítica, representa la velocidad crítica de temple. Vemos que a medida que la nariz perlítica se corre a la derecha, la velocidad crítica es menor, esto implica mayor templabilidad. Cada diagrama TTT responde a un tipo de acero.

Para construir el Diagrama tomamos varias probetas iguales, las llevamos a temperaturas

de Austenización. Por ejemplo 780ºC, luego introducimos las probetas en distintos baños a distintas temperaturas. Se deja transformar cada probeta a su

temperatura, se miden los tiempos de cada transformación y la microestructura obtenida Luego graficando temperaturas en ordenadas y logaritmo de tiempo en abscisas y uniendo los puntos iniciales y los finales de las transformaciones obtendremos el diagrama TTT, donde dibujando un enfriamiento podemos ver que fase obtendremos. Por ejemplo para un acero eutectoide (0,89% de C)

¿CUÁL ES LA INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN LA CURVA TTT? Los elementos de aleación en general aumentan la Templabilidad y bajan la velocidad crítica de Temple. Esto se ve reflejado en los diagrmas TTT a través de un desplazamiento de las curvas hacia la derecha, el material contará con mayor

tiempo para su enfriamiento.

TRANSFORMACIÓN MARTENSÍTICA. A- Se produce sin que halla difusión (no le da tiempo a la red de Austenita de reordenarse)

B- Se produce a baja temperatura (no hay difusión) C- Es contínua (tiene temperatura de comienzo y fin; MS y MF) D- Requiere una velocidad mínima de enfriamiento. (Velocidad Crítica de Temple)

DESCRIBA Y GRAFIQUE RECOCIDO DE REGENERACIÓN (AUSTENIZACIÓN TOTAL) EN ACEROS HIPO Y OBJETIVOS

DESCRIBA Y GRAFIQUE RECOCIDO DE AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA EN ACEROS HIPER Y OBJETIVOS. DESCRIBA Y GRAFIQUE LOS RECOCIDOS SUBCRÍTICOS DESCRIBA COMO SE REALIZA UN NORMALIZADO Y QUÉ OBJETIVOS PERSIGUE.

ACEROS TEMPERATURA ENFRIAMIENTO OBJETIVOS

AUSTENIZACION

COMPLETA

Hipo y

Eutectoides

T>Ac3 y A321

Δ20-40ºCLENTO (HORNO)

AUSTENIZACION

INCOMPLETAHiper A321 < T < Acm

ENTRADA DE

HORNO

ABLANDAMIENTO > 0.4% C cercanas a Ac1

CONTRA

ACRITUD < 0.4% C T<AC1 (550 y 650ºC)

OSCILANTES AC1<T<AC1

AUSTENIZACION

INCOMPLETAT>AC1 (50ºC)

SUBCRITICOS T<AC1 (50ºC)

HIPO T>AC3 (50-70ºC ) AIRE

• Homogeneización química y estructural.

• Preparación del acero para un TT posterior (Temple)

• Mejorar la maquinabilidad de los aceros de bajo C.

NORMALIZADO

RECOCIDOS

GLOBULARESHIPER LENTO

Reblandecer el acero y aumentar su plasticidad de modo

que sea apto para el mecanizado y conformado en frío.

ABLANDAMIENTO

RECOCIDOS DE

REGENERACION

• Reblandecer el acero

• Obtener una estructura favorable para el mecanizado y

la deformación en frío.

• Obtener propiedades finales específicas.

RECOCIDOS

SUBCRITICOSAIRE

• Disminuir tensiones residuales por procesos de

deformacion o TT previo.

• Disminuir las tensiones totales en servicio.

• Lograr mayor estabilidad dimensional.

Se realiza a Temperaturas Inferiores a la TCI, consisten en ablandar materiales que han sido endurecidos por el trabajo en frío en chapas y alambres, por estampado, laminado o trefilado.

TEMPLABILIDAD. CONCEPTO. EVALUACIÓN Es la capacidad de un acero para lograr profundidad de temple, es decir, para lograr

estructuras casi completamente martensíticas a distancias mayores. Medida desde la cara de la

pieza en contacto con la superficie de enfriamiento. Se evalúa por medio de la dureza con el ensayo de Jominy. Etapas: A- Se coloca la probeta en el horno a hasta la

temperatura homogénea de Austenización. B- Se extrae la probeta del horno y, en menos de 5 segundos, se la coloca en el dispositivo. C- Se deja enfriar con el chorro de agua impactando en la cara inferior durante 10 minutos. D- Se retira del dispositivo y se deja enfriar completamente la pieza en agua.

E- Se rectifican 2 generatrices planas opuestas de 0,4 mm de profundidad. F- Sobre las superficies nuevas aplanadas, se evalúa durezas Rockwell C a intervalos definidos de distancia a partir del

extremo enfriado. La dureza disminuye a medida que nos alejamos del extremo de la probeta templada. (En la práctica la templabilidad se evalúa a través de la dureza y la distancia).

¿QUÉ SE ENTIENDE POR SEVERIDAD DE TEMPLE Y DE QUÉ DEPENDE? 2 EJEMPLOS Se le llama Severidad de Temple (H) a la capacidad del medio de enfriamiento para absorber la mayor cantidad de calor en el menor tiempo posible. Depende del medio y su temperatura

H = 1 (Agua pura sin agitar a 18ºC) H = 0,20 (Aceite)

¿QUÉ ES LA VELOCIDAD CRÍTICA DE TEMPLE Y DE QUÉ DEPENDE?

Es la mínima velocidad de enfriamiento que permite obtener una estructura 100% martensítica, estructura conocida como de temple perfecto.

Depende del medio de enfriamiento y de los elementos de aleación del acero. Los aleantes hacen decrecer la velocidad crítica de temple. Salvo algunas excepciones (cobalto).

DESCRIBA Y GRAFIQUE COMO SE REALIZA EL MARTEMPERING. VENTAJAS DE REALIZAR ESTE TRATAMIENTO TÉRMICO

Es empleado en piezas de muy poco espesor (aceros al carbono 10-12mm; aceros aleados 20-30mm MAX). Se obtiene una estructura de Martensita con un poco

menos de tensiones y exposición a la deformación o fisuras que un temple clásico. ETAPAS: A- Calentar a la Temperatura de Austenización correspondiente al Temple (hipo>Completa;

hiper>Incompleta)

B- Enfriar en baño de sales fundidas a una velocidad superior a la crítica de temple correspondiente al acero, hasta una temperatura superior no muy alejada a MS. C- Mantenimiento hasta que toda la pieza tenga la misma temperatura. No debe ser muy prolongado para que no corte la nariz perlítica.

D- Enfriamiento al aire.

DESCRIBA Y GRAFIQUE COMO SE REALIZA EL AUSTEMPERING. VENTAJAS DEL TRATAMIENTO TÉRMICO

Se emplea en aceros hipoeutectoides en piezas de poco espesor (25 - 30 mm MAX). La bainita obtenida tiene similar dureza y resistencia a la

Martensita, pero con un alargamiento superior, con menores tensiones y deformaciones. No necesita revenido. ETAPAS:

A- Calentar el acero hasta llevarlo al Estado de Austenización completa. B- Enfriarlo en Baño de sales fundidas a una Temperatura entre 250 y 400 ºC (superior a MS) C- Mantenimiento isotérmico hasta la Transformación de Austenita en Bainita D- Retiro la pieza del baño de sales con posterior

enfriamiento al aire

¿QUÉ DIFERENCIAS EXISTEN ENTRE AUSTEMPERING Y MARTEMPERING? HAGA UN ESQUEMA COMPARÁNDOLOS.

AUSTEMPERING MARTEMPERING

Austenización completa. Austenización correspondiente de su Temple.

Se mantiene en el baño de sales a esa temperatura

hasta lograr la transformación Baínitica

Se mantiene a la temperatura del baño pero sin transformarse

en Bainita. Luego se enfría al aire obteniendo Martensita.

Es un tratamiento isotérmico No es un tratamiento isotérmico (tiene MS y MF)

La bainita obtenida tiene similar dureza y resistencia que la Martensita, mayor alargamiento, menos

tensiones y deformaciones.

La Martensita obtenida tiene menos tensiones y exposición a la deformación o fisuras que en un temple clásico.

DEFINICIÓN DE TRATAMIENTO TERMOQUÍMICO.

Es una secuencia perfectamente controlada de calentamientos, mantenimientos y enfriamientos con tiempos y velocidades controladas, en los que, además, se incorpora a la superficie de la pieza una ó mas sustancias del medio en el que se efectúa el tratamiento. Su objetivo es el endurecimiento superficial de la pieza manteniendo el núcleo dúctil. La pieza tendrá alta resistencia al desgaste y a la abrasión, conservando su resistencia al impacto. Se pueden clasificar en:

Finales: Sale la pieza del horno y va directo a servicio (Nitruración)

No Finales: Requieren otro tratamiento posterior, como temple y revenido (Cementación, Carbo-nitruración)

CEMENTACIÓN. DEFINICIÓN. CARACTERÍSTICAS. PROCESO

TERMOQUIMICOVARIANTES/MEDIO CAMPO TEMP. (ºC) TIEMPO

ESPESOR

CAPA (mm)TT. POSTERIORES USO

SOLIDO (COMPUESTO CARBONOSO + ENERGIZANTES

(CARBON VEGETAL, COQUE, etc.) (Ba, Ca o Na))AUSTENITICO 815 A 955 5-50Hs 0,8 a 8 TyR (150-230ºC) PIEZAS GRANDES

LIQUIDO (SALES A BASE DE CIANUROS DE Na y/o K) AUSTENITICO 845 A 900 1-40Hs 0,5 a 6 TyR (150-230ºC) PIEZAS MEDIANAS Y CHICAS

GASEOSO (MEZCLA DE CO y CH4, CO2 y H2O, N2 e H2) AUSTENITICO 850 A 950 1-60Hs 0,15 a 6 TyR (150-230ºC) PIEZAS MEDIANAS Y GRANDES

CARBURACION

(ACEROS 0,1 A

0,25%C)

Tratamiento no final, se introduce carbono superficialmente al acero, con el fin de aumentar su %C y por consecuencia aumentar su dureza. Los aceros no deben tener más de 0.30%C. Generalmente se utiliza en aceros aleados con Cr, Ni, Mo. Las piezas se colocan en cajas metálicas rodeadas de carbono elevándose la temperatura hasta la austenización por varias horas. La introducción se inicia por la superficie y en función del tiempo se aumenta el espesor de la capa. Luego de

introducido el carbono se realiza un Templado y Revenido para obtener la dureza requerida, la que puede llegar a HRc 65. La profundidad de penetración puede ir de 0,5 a 0,9 mm.

NITRURACIÓN. DEFINICIÓN. CARACTERÍSTICAS. PROCESO

TERMOQUIMICOVARIANTES/MEDIO CAMPO TEMP. (ºC) TIEMPO

ESPESOR

CAPA (mm)TT. POSTERIORES USO

LIQUIDO (SALES A BASE DE CIANUROS DE Na y K) FERRITICO 550 A 570 <= 2Hs < 0,2 NO

GASEOSO; AMONIACO (NH3) FERRITICO 500 A 590 <= 90Hs 0,2 A 0,7 NO

NITRURACION

(AC. ALEADOS DE

MEDIO Y ALTO %C

TyR //

N2=>NITRUROS

(Al;Ti;V)

HERRAMIENTAS TRABAJADAS

EN FRIO

Proceso de endurecimiento superficial para aleaciones ferrosas que debe contener elementos en solución sólida capaces de formar Nitruros (Al, Ti, V), que se calientan en una atmósfera de amoníaco o en contacto con material Nitrogenado para

producir una dureza superficial por absorción de nitrógeno sin temple posterior o final, se templan antes de nitrurar. La Nitruración gaseosa consiste en calentar durante varias horas a temperatura entre 500 Y 590°C en una atmósfera de amoníaco capaz de cederle N2 activo para producir por su absorción una dureza superficial muy elevada sin temple final. La Nitruración líquida consiste en calentar en un baño de sales con cianuros a temperatura entre 550-570°C durante cierto tiempo para lograr durezas superficiales que mejoran el endurecimiento: herramientas, útiles, matrices, etc. La ventaja principal de la nitruración es que se obtiene elevada dureza superficial, aumento de resistencia al desgaste y de resistencia a la fatiga sin temple posterior, es decir, sin tensiones, mínima distorsión o alabeo de las piezas.

CARBONITRURACIÓN. DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS. PROCESO

TERMOQUIMICOVARIANTES/MEDIO CAMPO TEMP. (ºC) TIEMPO

ESPESOR

CAPA (mm)TT. POSTERIORES USO

CIANURACION

(CAPA DE 0,3a0,5%N

y 0,7a0,8%C)

LIQUIDO (SALES FUNDIDAS A BASE DE CIANURO DE Na)ALFA + GAMA

o GAMA760 A 870 0,5 A 1Hs <= 0,25 TyR (150-230ºC)

CARBONITRURACION

(C y N)GASEOSO

ALFA + GAMA

o GAMA790 A 870 0,5 A 10Hs 0,075 A 0,75 TyR (150-230ºC)

Tratamiento no final. Consiste en calentar un producto siderúrgico durante cierto tiempo a una temperatura sobre la temperatura crítica inferior en un medio capaz de cederle C y N2 para luego enfriarla rápidamente en agua, aceite o baños de

sales. Requiere Temple y Revenido. La finalidad es producir elevada dureza superficial. Lograr una buena resistencia al desgaste. Obtener ambas características sobre superficies terminadas que no requieren modificación, rectificación o bien lograr una mínima deformación, alabeo o distorsión, compatible con el uso. El proceso consiste en lo siguiente: El cementante está constituido por mezcla de sales, agente fundamental: cianuro de Na que fundido en contacto con el oxígeno se oxida y da lugar en la superficie del baño a cianatos:

El C naciente es el que se absorbe y difunde en el metal, lo mismo que el nitrógeno, para formar respectivamente carburo y nitruro de Fe. Luego del tratamiento térmico final para obtener la capa endurecida, se realiza un enfriamiento en agua y aceite (temple). Un enfriamiento en polímeros es mejor que aceite. Finalmente un revenido entre 150 y 230°C. Productos siderúrgicos a cianurar: Aceros al C de contenidos variables (Ej.: sae1022) y aceros aleados de distintas proporciones y a la fundición maleable.

Las durezas finales obtenidas van de 40-62HRc.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA SECUENCIA DEL MINERAL DEL YACIMIENTO A LA PIEZA TERMINADA Metalurgia extractiva:

Extracción de la materia prima: En Yacimientos, donde se encuentra concentrado el mineral y es económicamente explotable. Los minerales se encuentran acompañados por diversos compuestos tal como óxidos, sulfuros y carbonatos. Lo que acompaña al mineral de hierro se denomina Ganga, el resto Mena, que es la parte que contiene el mineral. Se denomina Ley del mineral al %de oxido de hierro.

Tratamiento pre-metalúrgico: Eliminación de la ganga. Acondicionamiento: Busco separar la Mena de la Ganga.

Trituración: Se trituran los minerales. Molienda: Se muele el material triturado.

Zarandeo y Cribado: Se separa el material molido por tamaño. Disolución diferencial: Partes del mineral pueden disolverse en ácido. Evaporación: Extracción de la humedad. Separación magnética: Pasar el material por un electroimán.

Flotación: Disolución, burbujeo, algunas partículas flotan. Precipitación electromagnética: Se hace pasar un gas, se le saca el polvo que pasa por un condensador y éste

precipita, el condensador está formado por dos placas cargadas. Filtración y secado. Calcinación: Cuando el agua está cristalizada se elimina con calcinación. Antes de quitar el agua se descristaliza a

altas temperaturas. Enriquecimiento:

Separación mecánica y térmica. Aglomeración: Sinterizado: La masa es soldada superficialmente.

Peletizado: Se forma una masa con arcilla que rodea las partículas y las compacta. Metalurgia de Fusión: Reducción del hierro oxidado a hierro metálico. Se realiza en:

o Alto Horno: Se obtiene arrabio líquido. 3 a 4%C. o Reducción directa: Se obtiene hierro esponja. 0,5-0,9%C.

Aceración: Proceso final de ajuste de composición. o Inyección de O2: LD (horno basculante). o Horno eléctrico: Arco o Inducción.

Acero líquido: Se obtiene material sólido semi-elaborado. o Colada contínua: Piezas coladas. o En lingotera: Se obtienen lingotes.

Lingotes: Conformación plástica. Se obtiene material sólido semi-elaborado. o Laminación, Estampado, Forja, Trefilado.

Semi-elaborados: Se obtiene el Producto Final o Tratamientos Térmicos y Mecanizados.

*Nota: Pueden haber tratamientos térmicos según se requieran en medio de los procesos.

DIBUJE UN CORTE VERTICAL (TRANSVERSAL) DEL ALTO HORNO, INDICANDO CADA ZONA

ESCRIBA LAS ECUACIONES COMPLETAS DE LA REDUCCION DEL MINERAL DE HIERRO EN EL ALTO HORNO

Hasta alcanzar los 1000 °C (en la cuba) (reducción indirecta)

reducción de la hematita: 3 Fe2O3+H2=2 Fe3O4+H2O

3 Fe2O4+CO=2Fe3O4+CO2

reducción de la magnetita: Fe3O4 + H2 = 3 FeO + H2O

Fe3O4 + CO = 3 FeO + CO2

reducción de la wüstita: FeO + H2 = Fe + H2O

FeO + CO = Fe + CO2

carburación del hierro: 3 Fe+CO+H2 = Fe3C + H2O

3 Fe + 2CO = Fe3C + CO2

Desde los 1000 °C hasta los 1300 °C (en el etalaje) (reducción directa)

generación de los gases reductores: CO2 + C = 2 CO (reacción de Boudouart)

H2O + C = CO + H2

reducción de la wüstita y carburación del hierro: FeO + C = Fe + CO

3 Fe + C = Fe3C

MENCIONE TODO LO QUE ENTRA Y TODO LO QUE SALE DEL ALTO HORNO Y EL LD

ALTO HORNO

ENTRADA SALIDA

Coque (combustible): Producto de determinadas mezclas de carbono.

Aire: Aire precalentado que ingresa por Toberas. Nuevos combustibles: Mezcla de coque y fuel oil o gas

natural. Fundente: Piedra caliza (ácida), Dolomita (básica). Carga metálica: Mineral de Fe (Calibrado) Sínter: Pellet:

Arrabio: Constituido por hierro con 3.5-4%C. Se presenta en estado líquido a 1450 ºC.

Escoria Líquida:

Humos y gases Residuales: (CO/CO2)

CONVERTIDOR DE OXÍGENO (LD)

ENTRADA SALIDA

Arrabio Hematítico (de bajo fósforo) Chatarra precalentada a más de 800°C.

Oxígeno puro. Fundente (Cal)

Acero común al carbono Escoria

Gases

¿QUÉ FUNCIONES CUMPLE EL COQUE DENTRO DEL ALTO HORNO? BREVE DESCRIPCIÓN DE CADA UNA.

SUSTITUIBLES INSUSTITUIBLES

Combustible: Para aportar el calor necesario y que puedan

ocurrir las reacciones en Estado Líquido. Es reductor: El “Carbono” es reductor en forma: Directa (el carbono se presenta como carbono). Indirecta (El carbono se presenta como monóxido de carbono).

El “H” también es reductor y a veces sustituye al carbono. Carburante: baja la temperatura de fusión a la aleación.

Es sustituible porque puede cambiarse por cualquier material que contenga “C”.

Porosidad: El carbono tiene que tener porosidad para: Dejar pasar los gases a través de él. Mayor superficie de contacto, reacciones más rápidas.

Ningún otro combustible sólido es poroso. Sostén de carga: El peso de la columna de carga esta sostenida por la estructura de coque que se forma espontáneamente.

Para que esto suceda el coque tiene que tener gran resistencia mecánica.

ESCRIBA LAS DOS REACCIONES FUNDAMENTALES DE GENERACION DE LOS GASES REDUCTORES EN EL REFORMING.

CH4 + CO2 2CO2 + 2H2 CH4 + H20 3H2 + CO

MENCIONE TODO LO QUE ENTRA Y SALE DEL HORNO ELECTRICO Y DEL HORNO MIDREX

HORNO MIDREX (REDUCCION DIRECTA)

ENTRADA SALIDA

Pellets de alta ley y bajo azufre Mineral Calibrado Gas Natural Reformado(Horno Cuba y Lecho Fluidizado) Carbón (Horno Rotativo)

Hierro esponja. (92 a 95%Fe) Gases.

HORNO ELECTRICO

ENTRADA SALIDA

Hierro esponja

Energía eléctrica Chatarra de acero

Acero común al Carbono

Escoria Gases

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE ACERACIÓN. PRODUCTOS TÍPICOS.

Hornos de solera

Horno eléctrico de Arco de Inducción

Aceros Comunes desulfurados o Aceros Aleados (Independiza la fuente de energía térmica a las reacciones químicas. Con lo que es más versátil, Puede generar medios oxidantes ó reductores y agregar elementos de aleación).

Siemens-Martin

(obsoleto)

Hornos de Conversión

Inyección de Aire Thomas (obsoleto)

Inyección de

Oxígeno

LD Aceros Comunes. (Medio Oxidante, no se pueden agregar elementos de aleación)

¿QUÉ CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES TIENE LA ESCORIA EN UN PROCESO DE FUSIÓN? Debe tener la composición química adecuada para actuar en el baño metálico, albergando todo aquello que no se

desea y rechazar lo que se desea.

Insoluble en el baño líquido. Mayor fluidez posible. Para actuar mejor cinéticamente y tener mejor contacto. De menor densidad que el baño líquido para poder ser separado mecánicamente. Punto de fusión lo más bajo posible para que sea compatible con el proceso. Menor Volumen Posible, ya que no tiene valor económico a diferencia del arrabio.

¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS ACEROS EN FUNCIÓN DEL TENOR DE OXÍGENO QUE POSEEN Y QUÉ APLICACIONES TIENEN?

CALMADOS EFERVESCENTES

Al proceso le hago una desoxidación adicional por encima del nivel de equilibrio. Agregando en la lingotera, desoxidantes como Al, Si o Ti.

Estos forman una composición química la cual en su mayor parte saldrá como escoria, y una menor proporción quedará en el baño. Aprox. 0,005%O2.

En general llevan aleantes y son de medio o alto carbono. Tienen mayor resistencia mecánica. Son de mayor calidad. Se usan para transmitir potencia mecánica o como herramientas de gran exigencia mecánica. El contenido de oxígeno es menor al de equilibrio.

Producen mucho Rechupe.

Aprox. 0,045%O2. 0,18%C Max. El contenido de oxígeno es mayor al de equilibrio.

Menor densidad. Menor continuidad estructural. Baja Dureza y Resistencia Mecánica. Son de menor costo y de menor calidad.

Tienen mayor cantidad de defectos, como porosidades, sopladuras. Tienen menos contracción volumétrica ya que el oxígeno lo compensa Menor rechupe, menos despunte.

Tienen un problema de segregación de inclusiones por el burbujeo del oxígeno.

Alta ductilidad por su porosidad, aptos para conformación plástica.

¿QUÉ VENTAJAS Y DESVENTAJAS PRESENTAN EL HONRO ELÉCTRICO Y EL LD?

VENTAJAS DESVENTAJAS

HORNO LD La producción es menos costosa que en el Horno eléctrico.

El tiempo entre colada y colada es menor, trabaja más rápido. Autogenera la energía térmica con las reacciones exotérmicas. (regulación automática)

No puede generar aceros

aleados, ya que su escoria es oxidante, los elementos aleantes se irían a la escoria.

HORNO ELECTRICO

Independiza la fuente de energía térmica a las reacciones químicas. Con lo que es más versátil. Se le puede realizar una atmósfera reductora ú oxidante según se prefiera.

Con una escoria no oxidante, se pueden agregar elementos de aleación. Puede generar Aceros Comunes desulfurados de mayor calidad y Aceros especiales Aleados. La composición del acero es más regulada.

Costo Mayor por energía eléctrica, estructura y tecnologías más complejas,

mayor tiempo de proceso. Tiempo entre colada y colada mayor.

DIFERENCIAS ENTRE COLADA CONTINUA Y EN LINGOTERA

COLADA CONTINUA LINGOTERA

producción es más rápida y su productividad es mayor, Ya que se requieren menos operaciones y menos operarios, ahorra procesos de conformación plástica requiere instalaciones más caras y complejas No presenta rechupe (solo al final). El hueco que se produce a causa de la contracción se llena inmediatamente.

Proceso más lento, de menor productividad y mayor complejidad, con lo cual resulta más costoso. Se originan Rechupes (n lingotes; n rechupes)

CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS SEGÚN EL CONTENIDO DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN. Aceros de baja aleación: menos de 5%

Aceros de media aleación: de 5% a 10% Aceros de alta aleación: de más de 10%

¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS ACEROS SEGÚN EL PORCENTAJE DE CARBONO Y EL PORCENTAJE DE ALEANTES?

%ALEANTES Aceros de baja aleación: menos de 5% Aceros de media aleación: de 5% a 10%

Aceros de alta aleación: de más de 10%

%CARBONO Bajo carbono: Menos de 0,25%C Medio carbono: Entre 0,25% a 0,55%C Alto carbono: Más de 0,55%C

ACEROS DE BAJO CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN. ESTRUCTURA. PROPIEDADES. FORMA DE ENDURECIMIENTO. USOS. ACEROS DE MEDIO CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN. ESTRUCTURA. PROPIEDADES. FORMA DE ENDURECIMIENTO. USOS. ACEROS DE ALTO CARBONO. ESTRUCTURA. PROPIEDADES. FORMAS DE ENDURECIMIENTO. USOS.

CARBONO

(%)

ALEANTES

(%)ESTRUCTURA PROPIEDADES ENDURECIMIENTO USOS

BAJO

<0.25%BAJO < 5% FERRITA

Resistencia baja - media

Ductilidad - Tenacidad: altas

Soldabilidad: muy buena

Maquinabilidad: regular a muy buena

Deformación en frío

Refinamiento de grano

Precipitación (microaleantes)

Temple y Revenido (aleados)

Aceros Estructurales(construcción - minería)

Chapas para embutido y estampado (autos – línea blanca)

Microaleados (tuberías, estructurales, recipientes a presión)

MEDIO

0.25-0.55%BAJO < 5%

EN FUNCION DEL

TRATAMIENTO

TERMICO

Resistencia media a muy alta

Ductilidad media - baja

Tenacidad: según la estructura

Soldabilidad: baja

Maquinabilidad: media - baja

Temple y RevenidoAceros para piezas de máquinas (ejes, herramientas

manuales, bulonería, engranajes)

ALTO

>0.55%BAJO < 5%

CARBUROS EN

UNA MATRIZ QUE

DEPENDE DEL

TRATAMIENTO

TERMICO

Resistencia alta

Ductilidad: baja

Tenacidad: baja

Soldabilidad: baja

Maquinabilidad: baja

Temple y RevenidoAceros para rieles, resortes, herramientas para

conformado en frío, rodamientos, cizallas, punzones)

ELEMENTOS TRADICIONALES DE ALEACIÓN. ENUMERACIÓN. CARACTERÍSTICAS COMUNES A TODOS.

TRADICIONALES

Cromo Níquel Molibdeno Vanadio Cobalto Titanio Wolframio

OTROS

Cobre Aluminio Plomo

Todo agregado de elementos de aleación, implica un aumento de dureza y resistencia mecánica. Aumentan la Templabilidad.

ELEMENTOS DEL ANÁLISIS BÁSICO DEL ACERO. // INFLUENCIA DEL AZUFRE EN LOS ACEROS // INFLUENCIA DEL MANGANESO EN LOS ACEROS

Fe

C < 0,3 % * Aumenta las resistencias mecánicas y la dureza disminuyendo la ductilidad. * Aumenta la templabilidad.

Si<0,4% Como desoxidante. Muy usado en aceros inoxidables para mejorar su resistencia a la corrosión y oxidación a altas temperaturas. Como uso eléctrico. Como refuerzo de las propiedades mecánicas del manganeso.

Ej: Si 0,5 a 2% y Mn 0,7% para aceros de resortes. Se agrega al baño metálico como Ferro-Silicio, por su elevada reactividad.

Mn<0,4% Excelente desoxidante Bajo Costo, se lo encuentra como ferro-manganeso. Neutraliza el efecto nocivo del Azufre, formando sulfuro de manganeso. Aumenta la templabilidad. Aumenta la dureza, resistencia mecánica y la elasticidad sin aumentar la fragilidad. Es gamajeno, puedo obtener austenita a bajas temperaturas.

Ej: Acero HADFIELD de 12% Mn, gran resistencia al desgaste, va incrementando su resistencia por deformación mecánica en frío.

P<0,05% Elemento altamente perjudicial, mínimo comercial 0,04% P. Produce fragilidad. Puede ser útil en aceros de fácil mecanizado. Genera un efecto de colabilidad en aleaciones ferrosas [P: 0,5 - 1,5%]

(Capacidad de la aleación o metal líquido para llenar un molde de formas complicadas). Esto se emplea cuando se quiere fabricar piezas de formas complicadas o decorativas.

S<0,05% Elemento altamente perjudicial, mínimo comercial 0,004% S. Deteriora las propiedades del acero. Aumenta la fragilidad, especialmente en caliente.

Eleva el punto de Fusión. Puede ser útil en aceros para fácil mecanizado. El S tiene más afinidad con el Mn que con el Fe, formando Sulfuro de Manganeso. Por este motivo siempre se trata de eliminar la influencia nociva del azufre mediante una adición de Mn.

MICROALEANTES. DEFINICION. TIPOS E INFLUENCIAS.

Elementos que en muy baja proporción, aportan grandes variaciones.

Boro Aumenta la templabilidad. (0,001 a 0,06%).

Niobio Tiene una muy elevada afinidad a combinarse con el carbono. Actúa como estabilizador de Carburos en los aceros inoxidables (0,005 a 0,03%).

Selenio y Telurio Muy Utilizados en los aceros inoxidables. Otorgan fragilidad para el mecanizado.

Vanadio Afinador de granos, forma gérmenes de nucleación Aumenta la resistencia al impacto

ACEROS RÁPIDOS. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES.

Es una variedad del tipo de acero de herramientas, tienen la característica fundamental de conservar el filo a elevadas temperaturas (máximo 650°C aproximadamente). En general tienen elevadísimas cantidades de Tungsteno (20% aproximado), ya que este tiene una temperatura de fusión muy alta (3410ºC).

La denominación proviene del hecho de que al mantener el filo a temperaturas elevadas, permiten mecanizar a velocidades elevadas.

ACEROS INDEFORMABLES. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES.

La característica fundamental es que, durante los tratamientos térmicos, su deformación dimensional es ínfima, prácticamente no se deforman, ni se alabean en el temple. Son de alta aleación (elevada templabilidad) y tienen mucha presencia de carburos (elevada dureza). Muy resistentes al desgaste. Son del tipo de aceros de herramientas. Usos: En general, son usados para herramientas de corte (guillotinas, Cuchillas, Troqueles).

La terminación del filo, se les da en frío. SON LOS DE PARA TRABAJO EN FRIO

ACEROS PARA TRABAJOS EN CALIENTE. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES. Los aceros para trabajo en caliente se utilizan en herramientas que en su aplicación son sometidos a temperaturas permanentes superiores a los 200°C

Características: Buena resistencia y tenacidad en caliente.

Reducida tendencia a la adhesión. Buena resistencia al revenido. Alta estabilidad dimensional. Alta resistencia a la corrosión y oxidación a elevadas temperaturas.

Usos: Matricería y punzones para la forja, estampado en series prolongadas, inyección de metales no ferrosos, moldeo de

materiales plásticos.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS, AUSTENÍTICOS Y MARTENSÍTICOS. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES. Tipo MARTENSITICO FERRITICO AUSTENITICO

% Cromo 12 - 17 12 - 30 16 – 25

% Níquel - - 7 – 20

% Carbono 0.15 a 1 Bajo Bajo

Características

Alta resistencia mecánica. Menor resistencia a la

corrosión.

La dureza y resistencia depende principalmente de nivel de C. El %Cr disuelto en la matriz es

menor que para los ferríticos o austeníticos

A mayor contenido de Cr la fragilización se agrava. Prácticamente están libres de corrosión

bajo tensión. Menor endurecimiento y ductilidad que los

aceros austeníticos. Al ser alfágenos, no se necesita compensar

la estructura con otros aleantes

Alta ductilidad Sufren sensibilización Sufren corrosión bajo tensión

El Mo mejora la resistencia al picado Difíciles de maquinar

Aplicaciones

Piezas con TT. Piezas de máquinas. Componentes de bombas. Cuchillería. Instrumental quirúrgico. Válvulas.

Adornos decorativos. Tanques para ácido nítrico. Cestas de recocido. Piezas de hornos. Toberas. Cámaras de combustión.

Adornos. Equipos manejo de alimentos. Cubiertas para aviones. Antenas. Resortes. Productos arquitectónicos. Intercambiadores de calor. Componentes de hornos. Muflas.

EXPLIQUE Y DE EJEMPLOS DE LA DIFERENCIA ENTRE OXIDACION Y CORROSION

La corrosión es el deterioro de un material como resultado de un ataque químico de su entorno (temperatura, medio y concentración). Es causada por una reacción química. La velocidad de corrosión depende de la temperatura y de la concentración de reaccionantes y productos. La oxidación se da por la reacción del metal con el oxigeno gaseoso, es un proceso electroquímico, no necesariamente malo,

puede resultar una película protectora (si la relación entre vol de ox. Producido y vol de metal consumido=1(aprox) y cumple con una serie de condiciones).

¿QUÉ SE ENTIENDE POR SENSIBILIZACIÓN EN UN ACERO INOXIDABLE?

Sucede solamente en los inox. austeniticos, si son soldados o enfriados lentamente desde altas temperaturas (870 a 600ºC) pueden ser suceptibles de corrosión intergranular porque los carburos del Cr contenido precipitan en los bordes de grano.

CORROSION INTERCRISTALINA

Es un ataque de corrosión localizada y/o adyacente a los límites de grano de una aleación. Bajo condiciones extraordinarias las regiones de límites de grano pueden ser muy reactivas, dando lugar a una corrosión que cause pérdidas de resistencia en la aleación e incluso una disgregación en los límites de grano. Ej: Ac. Inoxidables austeniticos, al ser calentados entre 500-800ºC, en este intervalo pueden precipitar carburos de Cr en los limites de grano, cuando esto sucede se dice que son suceptibles a la corrosión intergranular.

¿CÓMO SE PUEDE SOLUCIONAR UN PROBLEMA DE SENSIBILIZACIÓN EN UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO? 1- Después de soldar solubilizar y enfriar rápido. 2- Reducción del contenido de C por debajo de 0.03%.

3- Agregado de fuertes formadores de carburos (Nb o Ti). 4- Control de la cinética de precipitación agregando de Mo.

CLASIFICACION DE LAS FUNDICIONES COMUNES POR SU FRACTURA, INDIQUE MICROESTRUCTURA

Hierro Blanco; Matriz: Perlita + Fe3C.

Hierro Atruchado; Matriz: Perlita + Fe3C + C(g). Hierro Gris Perlitico; Matriz: Perlita + C(g). Hierro Gris Perlitico/Ferritico; Matriz: Perlita + Ferrita + C(g) Hierro Gris Ferritico; Matriz: Ferrita + C(g).

¿CUÁL ES LA CAUSA BÁSICA DE LA DEBILIDAD ESTRUCTURAL DE LA FUNDICIÓN GRIS COMÚN? La fundición gris no es capaz de disolver todo el C que posee y, por lo tanto, el carbono libre precipitará en forma de láminas de grafito [C(g)], las cuales otorgan una Solución de Continuidad a la Fractura, debido a que el grafito es más

débil que la matriz en la que se encuentra. Por ello, en los hierros comunes para mejorar la ductilidad y la resistencia al impacto, se modifica la forma en que el C aparece en la matriz y se lo lleva a precipitar bajo formas menos dañinas como rosetas o nódulos.

FUNDICIÓN NODULAR. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES.

CARACTERISTICAS APLICACIONES

El carbono grafítico precipita en forma de NÓDULOS Tienen el mayor contenido de C entre todas las fundiciones. (3.5 a 3.8%) Se clasifican en:

Ferrítico ( σr = 42 Kg/mm2 ) Perlítico ( σr = 56 Kg/mm2 ) Se obtienen directamente a partir del líquido por agregado de terceros

elementos, llamados Inoculantes y no por tratamiento térmico.

Válvulas Engranajes de alta resistencia Cuerpos de bomba

Cigüeñales Pistones Levas

Sistemas de freno.

¿QUÉ VENTAJAS PRESENTA LA FUNDICIÓN NODULAR SOBRE LAS FUNDICIONES COMUNES?

Las Fundiciones Comunes de Hierro, son notablemente más débiles que los aceros y las Fundiciones Especiales. Su problema radica en la forma en que precipita el C, en grafito laminar. Este al ser más débil que la matriz en donde se encuentra, debilita notablemente su estructura otorgándole la condición de Continuidad a la Fractura a las piezas. La fundición nodular tiene la ventaja de que al precipitar el grafito en forma de nódulos, tiene propiedades mecánicas superiores aún comparado con la forma Roseta (Maleable), y menos dañinas que la laminar. La forma de Nódulos tiene la ventaja de poder mejorar en sus piezas: la ductilidad, resistencia al impacto, resistencia

mecánica y tenacidad.

FUNDICIONES MALEABLES. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES

CARACTERISTICAS APLICACIONES

Provienen de las fundiciones blancas por Tratamiento Térmico. Da piezas pequeñas de formas variadas a bajo costo, de un material

tenaz y resistente, útil para muchas piezas de máquinas e instalaciones. Tubos de dirección y engranajes de transmisión Muelles tubulares

Partes de válvulas

El carbono grafitico precipita en forma de ROSETAS. (mejores propiedades que las fundiciones

comunes (laminares))

EUROPEA (2,8-3,3%C//0,5–0,8%Si)

AMERICANA (2,5–2,8%C//0,8–1,4%Si)

FRACTURA Blanco ó Gris Negro

ESTRUCTURA Perlita + Carbono Recocido en la Ferrita

Carbono Recocido en Matriz de Ferrita

Dureza 110 a 120 HB 110 a 140 HB

Alargamiento 5 a 16 % Mayor a 10 %

Fabricación: 1) Disociación de la Perlita Perlita s.s.Fe alfa +Fe3C

2) Disolución de Fe3C en s.s. gamma 3) Disociación de Fe3C 4) Difusión del C

5) Precipitación del C

¿QUÉ DIFERENCIAS PRESENTA LA FUNDICIÓN NODULAR SOBRE LA FUNDICIÓN MALEABLE?

CARACTERISTICAS FUNDICION NODULAR FUNDICION MALEABLE

PRECIPITACION CARBONO NODULOS ROSETAS

MATERIA PRIMA FUNDICION GRIS FUNDICION BLANCA

FABRICACION AGREGADO DE INOCULANTES TRATAMIENTO TERMICO

TIPOS DE PIEZAS TODO TIPO ESPESOR Y FORMA ESPESOR ACOTADO

RESISTENCIA Ferrítico(σr=42Kg/mm2) // Perlítico (σr=56Kg/mm2) σr>38 Kg/mm2

BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DE LA FUNDICIÓN NODULAR

En los 2 casos se parte de una solución líquida de fundición desulfurada (S < 0,02%)

MÉTODO SÁNDWICH MÉTODO DE CUCHARA CON TAPÓN POROSO

Se utiliza una cuchara, en un recinto especial ubicado en el fondo, se ubica el nodulizante cubierto con virutas de acero para evitar la

reacción inmediata al contacto con la fundición. Luego al cerrarse la cuchara y reaccionar la fundición liquida con el nodulizante, este se homogeneiza en la solución por su intensa reacción.

Se ubica en el piso de la cuchara un tapón poroso permeable a los gases e impermeable al hierro

liquido. Una vez lleno, se inocula e inmediatamente se inyecta gas inerte, este burbujeo genera corrientes que homogenizan la distribución del inoculante.

COBRE. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES.

CARACTERISTICAS APLICACIONES

Densidad: 8,96gr/cm3 Punto de fusión: 1083°C. Sistema cristalino FCC.

Excelente conductividad térmica. Excelente conductividad eléctrica. Excelente resistencia a la corrosión.

Precio comparativo alto(Ti, Fe, Al) Propiedades mecánicas aceptables. Propiedades antichispa. Obtener amplia gama de colores. Mala soldabilidad por arco. Maquinabilidad: Baja

Trabajado en caliente: Bueno Colabilidad: Baja

Transporte y distribución de energía eléctrica, electrónica, telecomunicaciones.

Industria automotriz

Aire acondicionado, calefacción, plomería, refrigeración

Válvulas

Intercambiadores de calor

Otras aplicaciones: bulonería, productos acuñados, ferretería, aplicaciones decorativas

LATÓN. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES.

Aleaciones de Cobre donde el Zinc es el principal aleante, con un contenido de Zinc de 5–40 %

A medida que aumenta el %Zn, sube la resistencia mecánica, la dureza y baja el alargamiento.

CARACTERISTICAS APLICACIONES

Menor costo y mayor resistencia mecánica que el Cu puro. Excelente formabilidad en frío y en caliente. Excelente maquinabilidad. Buena resistencia a la corrosión Presentan cierta gama de colores según el contenido de Zn. No se usan con fines eléctricos.

Herrajes Muebles Griferías Contactores Instrumentos musicales Tornillería

Se clasifican en latones Alfa (Zn<35%), latones bifásicos (Alfa y Beta) (35-45% Zn), y latones Beta (Zn>45%)

LATONES COMUNES. DESCRIPCIÓN Y APLICACIONES.

Latones Alfa (Zn<35%) Latones bifásicos (A+B) (35-45%Zn) Latones Beta (Zn>45%)

Son los de mayor uso.

Excelente ductilidad y formabilidad en frío y buena resistencia a la corrosión. Los que poseen más de 15% de Zn son susceptibles a la SCC y deszincificación. El agregado de Sn, As, Sb y P eleva la resistencia a la deszincificación.

No aptos para el conformado en frío.

Excelente formabilidad en caliente. Muy buena maquinabilidad. Mayor Res. mecánica que los latones “A”. Muy susceptibles a la SCC y la dealeación.

Debido a sus malas propiedades

mecánicas se usan sólo como material de aporte de soldadura por brazing.

APLICACIONES

Latón hasta 10% Zn: Caños domiciliarios para agua fría y caliente. Latón hasta 15% Zn: Trefilado, Telas metálicas, Filtro, Mallas, Bijouterie. Latón 30%Zn: Cerraduras, bisagras, componentes de munición, plomería, remaches, depósitos de radiadores, Aplicación en chatarrería, instrumentos musicales.

Latón 40% Zn: Intercambiadores de calor, piezas forjadas para construcción de maquinarias, piezas de condensadores, chapas, perfiles, barras.

LATONES ALEADOS. DESCRIPCIÓN Y APLICACIONES

Además del Cu, el elemento base, y Zn el principal elemento de aleación, contienen otros elementos en determinadas proporciones que le confieren mejores características a la aleación. Los aleantes más comunes son Pb, Sn, Mn, Al, Ni, etc.

Latones al Al (14%) Latones al Ni (20%) Latones al Mn (4%) Latones al Pb (0,5-3%) Latones al Sn

Mejora la resistencia a la tracción La resistencia a la corrosión Baja su Temperatura de Fusión.

Aumenta la dureza La resistencia a la tracción Mejora el aspecto superficial.

Aumento resistencia a la tracción y la resistencia a la corrosión. Se utilizan en construcciones navales (bombas válvulas,

piezas de torpedos) y en aparatos de

precisión.

Aumento de la maquinabilidad. Mejora el contacto entre piezas. Alta colabilidad Ej: Dientes de engranaje, disminuyendo el riesgo de roturas debido a su poder

lubricante. La maquinabilidad reduce

además el riesgo de rotura de la herramienta.

El Sn aumenta la resistencia a la corrosión, en especial al agua marina y mejora las

propiedades mecánicas.

BRONCE. CARACTERISTICAS Y APLICACIONES. Aleación metálica no ferrosa de base [Cu] Cobre con [Sn] Estaño como principal aleante (máx. 16%). Los usos del bronce son similares a los de los latones, se usan cuando hay requisitos especiales por su mayor costo. A medida que aumenta el contenido de Sn, sube la resistencia y la dureza, bajando el alargamiento.

Tienen Gran resistencia a la corrosión y una buena colabilidad. Con 1-10% Sn: Bronces fosforosos. Se desoxidan con una liga madre 85% Cu y 15% P. Con 10-16% Sn: Bronces para forja. Buena Conformación Plástica. Encima del 16% no se usan porque precipita una masa dura y frágil.

Aplicaciones: eléctricas, térmicas, navales, bombas hidráulicas, válvulas, engranajes. Entre 20 y 25 % Sn y un poco de Ni, se le otorga un sonido especial a una campana.

ALEACIONES BASE COBRE CON CROMO Y BERILIO. CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES

COBRE BERILIO COBRE CROMO

Be 0,6-2% // Cu 0,2-2,5% 2 a 3% Cr

Tiene alta resistencia a la corrosión, dureza y resistencia mecánica, además no generan chispa.

Endurecibles por tratamiento térmico de precipitado. Endurecibles por conformación plástica en frío

Se utiliza en la industria química en herramientas Pirófobas de elevada dureza. (Que no generan chispa). Son de elevado costo. Otras aplicaciones: válvulas, diafragmas, engranajes, herramientas.

Presentan una excelente resistencia al ablandamiento a temperaturas relativamente altas.

El contenido de Cromo aumenta la resistencia mecánica y la dureza, manteniendo la conductividad térmica y eléctrica a

altas temperaturas. Se lo utiliza para contacto de soldadura de puntos, pinzas para electrodos.

DESCRIPCIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS GENERALES DEL ALUMINIO. RELACIONAR CON LAS APLICACIONES.

CARACTERISTICAS APLICACIONES

Densidad= 2,7gr/cm3 Punto de fusión: 660°C Estructura cristalina: FCC Calor específico muy alto.

Conductividad eléctrica y térmica buena, (60% del Cobre).

Resistencia mecánica baja. Ductibilidad elevada. Alta capacidad de conformación plástica. Ej: Extrusión en frío. Excelente resistencia a la corrosión.

Gran tendencia a oxidarse (forma alúmina que auto-protege la estructura).

Industria aeronáutica, aeroespacial, naval, en máquinas rotativas y recíprocas (para disminuir las cargas de inercia). En una estructura móvil, la disminución del peso del metal usado no solo se traduce en ahorro del peso del propio metal sino también el de la planta motriz que mueve la

estructura y de sus instalaciones secundarias, esto hace que la disminución del peso total sea mayor que la que se debe solo al material.

Actualmente una de las aleaciones más usadas en conductores de alta tensión. Perfiles de Al es la extrusión en caliente que permite obtener una amplísima variedad a muy bajo costo. Por su reflectividad, se utiliza para recubrimientos en reflectores, espejos, etc. Gran aplicación en la industria de la producción, almacenaje y transporte de los gases licuados, así como en otras aplicaciones criogénicas en la industria química.

Las aleaciones de Al tienen propiedades antichispa, esto es mandatario cuando se trabaja en ambiente con peligro potencial de explosiones (por ejemplo en minería). Por su excelente respuesta al anodizado permite la obtención de diferentes colores y la formación de capas aislantes (usado en la fabricación de capacitores de Al).

CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO SEGÚN LA ALUMINIUM ASSOCIATION.

Consta de cuatro dígitos: El primero tiene que ver con los aleantes principales. El segundo dígito trata de la versión de la aleación, indica sucesivas modificaciones de la aleación base.

El tercero y cuarto: Solo para la serie 1000, indican las décimas y centésimas que le siguen al 99% de pureza.

ALEACIONES PARA TRABAJADO

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

ALEACIONES PARA COLADO

100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.0

ALEACIONES BASE ALUMINIO ENDURECIDAS POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA. DESCRIPCIÓN Y APLICACIONES.

Se endurecen por deformación plástica en frío. Los aleantes que se agregan endurecen por solución sólida y además aumentan en general el coeficiente de endurecimiento por deformación. La deformación en frío desmejora sensiblemente la ductilidad.

En General: Baja resistencia mecánica, Alta resistencia a la corrosión, Buena soldabilidad, Muy buena respuesta al anodizado, Baja ductilidad.

TIPO SERIE 1000 SERIE 3000 SERIE 4000 SERIE 5000

ALEANTE 99%Al mín. Manganeso 5-12% Silicio Magnesio

PROPIEDADES DENTRO DEL GRUPO

RES. CORROSIÓN ALTA ALTA BUENA EXCELENTE

SOLDABILIDAD ALTA EXCELENTE MALA MUY BUENA

RES.MECÁNICA MUY BAJA BAJA MEDIA ALTA

APLICACIONES Tanques de

almacenamiento en Industria química Conductores eléctricos de

baja resistencia mecánica Industria de envases En la fabricación de capacitores y reflectores.

Tanques de

almacenamiento en industrias químicas Utensilios de cocina

Paneles de recubrimiento en edificios Latas de bebidas

Alambre de

aporte para soldadura por brazing o por

soldering y también para el método MIG

paneles de recubrimientos

decorativos (anodizados), tanques de almacenamiento y

recipientes a presión en industrias químicas, usos criogénicos, servicio marino, tapas de latas de

bebidas

ALEACIONES DE ALUMINIO ENDURECIDAS POR TRATAMIENTO TÉRMICO. DESCRIPCIÓN Y APLICACIONES.

Para que se puedan endurecer por tratamiento térmico, deben contener compuestos intermetálicos.

TIPO SERIE 2000 SERIE 6000 SERIE 7000

ALEANTE Cu Mg y Si Zn

PROPIEDADES DENTRO DEL GRUPO

RES. CORROSIÓN BAJA BUENA BAJA

SOLDABILIDAD MALA BUENA MALA

RES.MECÁNICA MEDIA BAJA ALTA

APLICACIONES Estructura de aviones de bajo porte Remaches para aviones Chapas para carrocerías de automóviles Estructuras de edificio Pistones forjados de motores de combustion

Piezas estructurales para barcos, aviones, automoviles, edificios, conductores electricos para el transporte y distribucion de e.e., tanques, etc.

Usos estructurales para piezas de altos requerimientos (resistencia y tenacidad) en estructuras de aviones, camiones, barcos, etc

DESCRIBA BREVEMENTE, EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE ENDURECIMIENTO DEL ALUMINIO

Requisitos:La aleación debe contener intermetálicos y Debe contener solubilidad Parcial

1era etapa: Solubilización: Se realiza a la izquierda de la isoterma que pasa por

el punto eutéctico. No se supera la línea liquidus, porque produciría una

enorme fragilidad. Se calienta el material y se mantiene su temperatura hasta alcanzar la Homogeneización, para que toda la aleación, se encuentre en una única fase de Al alfa.

2da etapa: Temple Invertido: Se Enfría Bruscamente para retener la solución sólida alfa, no permitiendo la precipitación al intermetálicos. Obteniendo una estructura Metaestable y, en esta

instancia, una menor dureza.

3era etapa: Envejecimiento: En esta etapa, se produce la aparición del precipitado intermetálicos.

A medida que transcurre el tiempo, se van precipitando diminutas partículas del compuesto químico finamente divididas y distribuidas, que dificultan el deslizamiento de los planos cristalinos de la solución sólida, lo que trae como consecuencia el endurecimiento progresivo de la aleación. Subiendo la resistencia mecánica y la dureza, pero no fragilizando

el material. Este puede ocurrir de manera Natural, ó Artificial En el envejecimiento Artificial se eleva la temperatura

superior a los 150ºC, con lo que el proceso ocurrirá más rápidamente por el aporte energético térmico. La temperatura de envejecimiento recomendada es la siguiente:

El tiempo del envejecimiento dependera del tipo de

aleación.

TITANIO. CARACTERÍSTICAS. PROPIEDADES

CARACERISTICAS PROPIEDADES

Densidad: 4,5 gr/cm3 Punto de fusión: 1670°C Estructura cristalina: BCCHCP

Temp. Transf. Alotrópica: 882ºC

Resistencia a la corrosión muy alta Alta relación resistencia/densidad Buenas propiedades mecánicas hasta los 550ºC

Tiene capacidad para ser biocompatible bajo determinadas condiciones

CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES A BASE DE TITANIO. APLICACIONES.

ALFA ALFA+BETA BETA

Tubos de escape, para aviones, tanques para combustible y partes

estructurales que trabajan hasta 600°C.

Discos y aletas de hélice de compresor de turbina de gas para avión,

accesorios forjados para estructura de avión. Piezas estructurales primarias de avión sujetas a intervalos 93-310°C.

Sujetadores de alta resistencia y para componentes aeroespaciales que

requieren alta resistencia a temp. moderada

TITANIO. ELEMENTOS DE ALEACIÓN. FASES QUE LO FORMAN. CARACTERÍSTICAS

Elementos Estabilizadores de cada fase, modifican su temperatura de transformación alotrópica

TIPOS ALFA ALFA+BETA BETA

ALEANTES H, O, N, C, Al Al, V (entre otros) Cr/Mo/V/Mn/Fe (entre otros)

CARACERISTICAS

TRATABLE TERMICAMENTE NO SI SI

RESISTENCIA BAJA-MEDIA MEDIA-ALTA ALTA

SOLDABILIDAD BUENA MEDIA BUENA

ESTABILIDAD TERMICA BUENA MEDIA BUENA

TITANIO. ¿QUÉ SE ENTIENDE POR BIOCOMPATIBILIDAD? ¿CÓMO REACCIONA EL CUERPO FRENTE A UN ELEMENTO EXTRAÑO?

Es la capacidad de un material para no interferir ni degradar el medio biológico en el cual es utilizado (humano u otro). Un material biocompatible es un compuesto farmacológicamente inerte diseñado para ser implantado dentro del sistema vivo. En este sentido el biomaterial se implanta con el objetivo de sustituir o regenerar tejidos vivientes y sus funciones. 1) Si el material es tóxico, los tejidos que los circundan mueren. 2) Si el material es no tóxico y se disuelve, se denomina reabsorbible 3) Si el material es no tóxico y no se disuelve, se forma alrededor una cápsula fibrosa y no adherente, de espesor variable.

A dicho material se lo llama inerte o pseudo-inerte. 4) Si el material es no tóxico y biológicamente activo, se forma una unión química en la interfase. Dicho material se

denomina bioactivo o superficialmente activo

CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS DE ACUERDO AL TIPO DE UNION ENTRE LAS CADENAS DE

MACROMOLECULAS ¿QUÉ TIPO DE UNION HAY EN CADA CASO?(VER) Polímeros termo-rígidos, termo estables o de condensación: Unión covalente Polímeros Termoplásticos, plásticos o de adición: Unión covalente y secundario Elastómeros: Unión Covalente.

¿CUÁL ES LA DIFERENCIA A NIVEL MONOMEROS, ENTRE UN HOMOPOLIMERO Y COPOLIMERO? Homopolímero: Constituido por un solo tipo de monómero. Copolímero: Constituido por dos o más tipos de monómeros.

¿POR QUÉ MOTIVOS ES RECICLABLE UN TERMOPLÁSTICO?

Porque es muy fácil romper las uniones de moléculas débiles secundarias de Van der Waals.

PARÁMETROS DE LOS POLÍMEROS. RELACION CON LAS PROPIEDADES.

Peso molecular A igualdad del resto de las variables, al ser mayor aumenta la resistencia mecánica.

Grado de polimerización

Cantidad de monómeros que componen la macromolécula Para un grado de polimerización menor a 1000 las propiedades mecánicas son bajas. Para un grado de 1.000 a 100.000 las propiedades mecánicas comienzan a subir. De 100.000 a 200.000 la conformación plástica es baja, pero siguen aumentando las prop. mec.

Más de 200.000 es de muy difícil conformabilidad

Cristalinidad En general los polímeros tienden a ser amorfos. Sin embargo, los polímeros tienen un pequeño grado de cristalinidad. Cuando el grado de cristalinidad es mayor, tienen más resistencia. Los polímeros lineales tienen mayores tendencias a la cristalinidad. Puedo otorgarle cristalinidad, durante el proceso de fabricación y formación.

Simetría La forma en que se van ubicando en el espacio, los átomos de las moléculas.

Cuanto más simétrica sea la presentación del polímero, serán más predecibles sus propiedades químicas y físicas Formación Sindiotáctica: cadenas laterales regularmente alternadas a ambos lados de la cadena

principal. Formación Isotáctica (Regularidad del mismo lado): simetría respecto de la regularidad (no respecto al

eje de simetría). Formación Atáctica: Sin regularidad, ni orden, ni simetría.

¿QUÉ SON LOS ADITIVOS Y LAS CARGAS EN LOS POLÍMEROS? MENCIONE POR LO MENOS TRES EJEMPLOS DE CADA UNO Y SU OBJETIVO.

Se utilizan para formular y brindar las propiedades finales a los productos fabricados. Muchas veces a los polímeros se les agregan pigmentos y Carga. Otros agregados brindan distintas características y propiedades mecánicas.

ADITIVOS CARGAS

Plastificantes: dan flexibilidad a los materiales poliméricos. Estabilizadores al calor: previenen la degradación térmica durante el procesado y aumentan la vida del producto. Lubricantes: ayudan a la fluidez del fundido durante el procesado evitando el pegado a superficies metálicas. Pigmentos: para dar color, opacidad y resistencia a la intemperie.

Rellenos: Abaratar el costo sin perder propiedades.

¿QUÉ CRITERIOS DEBEN CONSIDERARSE EN EL REEMPLAZO DE LOS MATERIALES METÁLICOS POR LOS POLIMÉRICOS?

1) baja densidad con respecto a los metales y a los cerámicos, 2) buena relación de resistencia-peso para ciertos polímeros (pero no para todos), 3) alta resistencia a la corrosión, 4) baja conductividad eléctrica y térmica.

Los polímeros más tenaces pueden reemplazar a los metales en la fabricación de tornillos y otros componentes estructurales

en máquinas ligeras y sin mucha exigencia mecánica.

Los plásticos se pueden moldear para conformar partes de intrincada geometría, sin necesidad de procesamientos posteriores.

Considerando el volumen de la pieza, los polímeros son competitivos por su menor costo con los metales.

Los polímeros generalmente requieren menos energía que los metales para su producción, también en términos volumétricos. Esto se debe a que las temperaturas de trabajo de dichos materiales son generalmente mucho más bajas que los metales.

Ciertos plásticos son translucidos y transparentes lo cual los hace competitivos con el vidrio en algunas aplicaciones. Respecto del comportamiento químico y degradación, algunos polímeros son muy sensibles y pueden tener una continua

pérdida de masa provocada por una reacción química con el medio.

Los polímeros se usan ampliamente en materiales compuestos formulados con diferentes aditivos que permiten obtener un enorme rango de materiales de diferentes características y aplicaciones.

¿QUÉ ATRIBUTOS DEBEN TENERSE EN CUENTA PARA LA APLICACIÓN DE LOS POLÍMEROS?

Propiedades mecánicas

Se debe considerar la estabilidad dimensional, resistencia al impacto y otras exigencias del producto final, estudiar otros factores propios del “diseño” de las moléculas y su orientación espacial. Ocurre que a mayor

grado de polimerización, mayor peso molecular y mayor resistencia mecánica.

Conductividad Los polímeros no conducen la electricidad, pero generan por fricción electricidad estática.

Desgaste Los polímeros son muy sensibles a la radiación ultravioleta. Esta ejerce una permanente degradación de la unión covalente. Lo primero que ocurre es la decoloración, luego la despolimerización. Por ejemplo: el acrílico es muy sensible a este tipo de ataque cuando se lo uso al intemperie.

Aplicaciones ópticas

Pueden ser usados los tipos de polimeros que brinden su transparencia, estabilidad dimensional e índice de refracción.

Porosidad Cuanto menor densidad, más porosos son. Cuanto mayor la porosidad, crece la permeabilidad.

Resistencia al medio

considerar ataques de ácidos, oxidantes, etc

¿POR QUÉ MOTIVO NO ES RECICLABLE UN TERMOFRAGUANTE?

Por la acción del calor se queman sin llegar a fundirse. Sus uniones de moléculas son del tipo covalente, son fuertes y difíciles de romper. Cuando se logra romper el enlace, el material deja de ser polímero, por ende hace que no sean reciclables. Se los puede re-utilizar molidos finamente como aditivos o carga.

¿CÓMO ES EL COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES POLIMÉRICOS CON RESPECTO A LA CORROSIÓN? La corrosión en los polímeros se produce de maneras particulares.

Por disolución: Cuando alguno de los componentes del polímero tienen mayor afinidad por el medio, o a un solvente, este será extraído del material por disolución. Las uniones primarias son tan fuertes que no se rompen en solventes comunes.

Por oxidación: Al reaccionar el oxigeno del aire con algunos de sus grupos funcionales, de la cadena, o de algún aditivo.

Por acción de los rayos UV del sol que pueden producir rupturas de cadenas.

DESCRIBA LAS DIFERENCIAS BÁSICAS ENTRE TERMOPLÁSTICOS Y TERMOFRAGUANTES

TERMOPLASTICOS TERMOFRAGUANTES

pueden ser de adición o condensación son polímeros de condensación

moléculas juntas por uniones secundarias uniones primarias covalentes

Una vez fundidos pueden ser moldeados No funden, se queman ó se degradan físicamente

¿A QUÉ SE DEBE LA TRANSPARENCIA DEL ACRÍLICO?

Debido al gran espacio entre sus moléculas. La configuración aleatoria de las cadenas produce una estructura completamente amorfa, con mucho espacio interno, el cual permite el paso de la luz, a pesar de no poseer una estructura cristalina.

POLIETILENO. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

CARACT. PROP.

Material termoplástico blanquecino, de transparente a traslúcido // Amplia variedad de grados: compuestos con densidad baja, mediana y alta. // Los tipos BD son flexibles y tenaces. Los tipos MD y AD son más fuertes, más

duros y más rígidos; todos son materiales de peso ligero, fáciles de procesar y de bajo costo; poca estabilidad

dimensional y mala resistencia al calor; resistencia química y propiedades eléctricas excelentes. También se encuentra en el mercado polietileno de peso molecular ultra-alto. Insípido // Inodoro baja transmisión al vapor de agua // Bajo costo // Buena dureza a temperatura ambiente y bajas temp. // Buena flexibilidad en un amplio rango de temperaturas (< -73ºC) // Excelente resistencia a la corrosión // Excelentes propiedades aislantes

USOS Aislantes eléctricos, tuberías para la industria química, utensilios domésticos, envases, packaging y conducción de agua

POLIPROPILENO. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

CARACT. PROP.

Resistencia sobresaliente a la flexión y al agrietamiento por esfuerzo; // resistencia química y propiedades eléctricas excelentes; buena resistencia al impacto arriba de 15ºF; buena estabilidad térmica; peso ligero, bajo costo, puede aplicársele una capa galvanoplástica. El reemplazo por un grupo metilo (CH3-) en el polietileno, restringe la rotación de las cadenas reduciendo la flexibilidad y aumentando la dureza. También aumentan la temperatura de transición vítrea. Se puede someter a

120ºC sin deformarse. // Buena dureza superficial y estabilidad dimensional

USOS Utensilios domésticos, piezas de dispositivos, empaquetado, utensilios de laboratorio y envases y Revestimientos. Copolímeros de PP en carcasas de baterías. // Con relleno se aplica en tapicería de automóviles y en conductos de calefacción, embalajes, envoltorios y precintos

POLIESTIRENO. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

CARACT PROP

Material transparente, inodoro, insípido y relativamente frágil por la presencia del grupo bencénico. Además es rígido, posee brillo, claridad y facilidad de procesado. La resistencia al impacto se puede mejorar con la copolimerización con el polibutadieno. El agregado de 3 a 12% mejora la resistencia al impacto, disminuyen la rigidez y la temperatura de deformación por calor. Tienen buena estabilidad dimensional, baja contracción en el moldeo y fácilmente procesables con bajo costo.

Tienen mala resistencia al medio ambiente y son atacados por disolventes orgánicos y aceites. Son buenos aislantes eléctricos y tienen adecuadas propiedades mecánicas dentro de los límites de temperaturas

de uso.

USOS Piezas de interior de automóvil, carcasas de dispositivos, botones de aparatos y utensilios domésticos.

VINILOS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

CARACT Plástico sintético de alta resistencia química y sirve de base para la producción de gran número de compuestos de amplio rango de propiedades físicas y químicas. La presencia de Cl produce un material amorfo y no recristalizable Tiene relativa alta resistencia aunque es frágil, esto se soluciona con el agregado de aditivos. Muchos tipos disponibles; los rígidos son duros, tenaces y tienen excelentes propiedades eléctricas, estabilidad en exteriores y

resistencia a la humedad y a los productos químicos; los flexibles son fáciles de procesar, pero tienen propiedades de menor calidad; la resistencia al calor va de baja a moderada para la mayoría de los tipos de PVC; bajo costo.

PROP. Y USOS

PVC rígido PVC plastificado

Pocas aplicaciones, difícil de procesar y poca

resistencia al impacto.

Se le adicionan resinas de caucho para mejorar la resistencia al impacto y se utiliza en tubos, marcos de ventanas, canalones, molduras interiores y en conductos eléctricos.

La adición de plastificantes produce ablandamiento, flexibilidad y

extensibilidad según la relación plastificante/polímero.

Se utiliza en tapicería, cubiertas de paredes interiores, prendas para lluvia, zapatos, maletas y corinas de baño. También en aislantes de cables eléctricos, felpudos y acondicionado interior y exterior. Mangueras de jardín y utensilios domésticos.

FLUOROCARBONO. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

CARACT PROP

Monómeros con uno o más átomos de flúor. Gran familia (PTFE, FEP. PFA, CTFE, ECTFE, ETFE y PVDF) de materiales caracterizados por excelente resistencia

eléctrica y química, baja fricción y estabilidad sobresaliente a altas temperaturas; la resistencia es de baja a moderada; su costo es alto. Alta resistencia química y aislante eléctrico. Bajo coeficiente de fricción lo que significa autolubricación y antiadherencia. El PTFE es un polímero lineal completamente fluorado denominado comúnmente Teflón, descubierto en 1938 en Du Pont.

Es ceroso al tacto, resbaladizo, bajo coeficiente de fricción, cristalino y muy denso (2.16 Kg/dm3)

Excelente resistencia a los productos químicos y es insoluble en todos los disolventes orgánicos, salvo en algunos disolventes fluorados. Tiene buenas propiedades mecánicas a temperaturas criogénicas (-200ºC), alta resistencia al impacto Pero su resistencia a la tracción y al desgaste y la tensión de fluencia son bajas respecto de los otros plásticos. Para aumentar su resistencia se pueden aditivar con fibra de vidrio rica y química, baja fricción y estabilidad sobresaliente a altas temperaturas; la resistencia es de baja a moderada; su costo es alto. Alta resistencia química y aislante eléctrico.

Debido a su alta viscosidad cuando está fundido no se lo puede extruir no moldear por inyección. Las piezas se fabrican por compresión (14 – 69MPa) y luego sinterizados a 360 – 380ºC.

USOS Tubos y piezas de bombas, aislantes de cables para alta temperatura, componentes eléctricos moldeados, cinta y revestimientos antiadherentes.

Los materiales compuestos rellenos con PTFE se utilizan para manguitos, cojinetes, juntas obturadores, etc.

¿EN QUÉ SE FUNDAMENTA LA APLICACIÓN TÉCNICA DEL PTFE?

Es un polímero cristalino con un elevado punto de fusión. El pequeño tamaño del átomo de flúor y la regularidad de la cadena dan lugar a un material polimérico de muy alta densidad y resistencia química.

ACRÍLICOS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES.

POLIACRILONITRILO

CARACT

PROP

Material de tipo acrílico con buena resistencia mecánica, alta dureza, resistencia a la humedad y estabilidad

química (disolventes) utilizado en forma de fibras y como comonómero de algunos termoplásticos El grupo nitrilo CN- ejerce una repulsión eléctrica que fuerza a las cadenas a estructuras extendidas, rígidas y en forma de barras.

USOS Textil (jerseys y mantas) // Como comonómero para producir SAN y ABS.

SAN. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES.

CARACT PROP

Termoplástico de estireno-acrilonitrilo (resinas SAN), copolímeros aleatorios y amorfos. Comparado con el poliestireno tiene mayor resistencia química, mayor temperatura de deformación por calor, dureza y características de soporte de carga. Son rígidos y duros, fáciles de procesar. Al igual que el poliestireno tienen brillo y claridad.

USOS Lentes para instrumentación de automóviles, soporte de paneles rellenos, tazones, jeringas médicas y aspiradores de sangre, cristales de seguridad para la construcción, vasos y jarras domésticas.

ABS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES.

CARACT PROP

Termoplástico de buena resistencia mecánica y al impacto combinado con facilidad para el procesado. Amplio rango de propiedades debido a las propiedades de cada uno de los componentes. Acrilonitrilo: Resistencia térmica y química y dureza

Butadieno: Resistencia al impacto Estireno: Brillo superficial. Rigidez y facilidad en el procesado. Copolímero vítreo (estireno-acrilonitrilo) y compuesto elástico (butadieno)

USOS Tubos y accesorios para drenaje, desagüe y ventilación de edificios.

Piezas de automóviles, recubrimiento interior y exterior de puertas de heladeras, máquinas de oficina y carcasas de PC y teléfonos.

¿QUÉ COMPONENTE DEL ABS REALZA SU RESISTENCIA AL IMPACTO Y POR QUÉ?

El ABS tiene una gran resistencia al impacto por la incorporación del Butadieno (Caucho artificial). Los bloques de butadieno, que es un elastómero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fríos, en los cuales otros plásticos se vuelven quebradizos.

CONCEPTO DE POLÍMERO DE ADICIÓN Y DE CONDENSACIÓN

Polímeros de

adición

Se generan las condiciones físico-Químicas para que los monómeros se unan en una cadena, formando el polímero. La molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir que la

composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman.

Polímeros de condensa

ción

Cuando se hacen las reacciones químicas que lo originan entre Monómeros, se genera un subproducto. En la formación de polímeros por condensación la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua o HCl gaseoso.

Los termoplásticos son de condensación o adición. Todos los termofraguantes son de condensación.

POLIAMIDAS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES.

CARACT PROP

Termoplástico que contiene grupo amida Buenas capacidades a la carga a elevadas temperaturas Buena dureza baja fricción y buena resistencia química. Gran resistencia al calor (5OOºF continuos, 9OOºF intermitente) y al envejecimiento por el calor. Resistencia al impacto y resistencia al desgaste a altas cargas; bajo coeficiente de expansión térmica; excelentes

propiedades eléctricas; difícil de procesar por los métodos convencionales; alto costo. Material altamente cristalino (estructura simétrica). Bajo condiciones controladas de enfriamiento se obtienen esferulitas. Posee alta dureza, alta resistencia mecánica y altas temperaturas de deformación por calor y buena resistencia química. Tiene bajo coeficiente de fricción y buena resistencia a la abrasión. Sin embargo tienen alta absorción de agua

que pueden producir cambios dimensionales

USOS Mecanismos no lubricados, cojinetes y piezas antifricción, piezas que deban soportar altas temperaturas y resistir hidrocarburo y disolventes, piezas eléctricas sometidas a altas temperaturas, piezas sometidas a altos impactos que requieran resistencia y rigidez. Velocímetros, limpiaparabrisas, pinzas. Reforzado con vidrio se utiliza en hélices de ventiladores de motores, depósitos de líquidos de frenos y del fluido de dirección. Conectores de tomas a tierra, montajes de antenas y extremos, embalajes y aplicaciones de uso general.

¿LAS POLIAMIDAS PUEDEN SER REEMPLAZO DE LOS METALES? JUSTIFICAR.

Si, las poliamidas pueden ser reemplazo de los metales. La estructura de las poliamidas es esferolítica, con una regularidad similar a la de los granos metálicos. Esta propiedad le confiere una alta resistencia mecánica, cristalinidad, resistencia a un amplio rango de temperaturas y buena tenacidad. Las poliamidas tienen la ventaja de poseer una fácil conformabilidad, y de no requerir lubricación. Ej: Nylon 66 se usa en la fabricación de bujes para algunas piezas rotativas.

POLICARBONATO. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES.

CARACT PROP

Termoplástico de alta resistencia, dureza y estabilidad dimensional Tiene la más alta resistencia al impacto de los materiales transparentes rígidos; estabilidad en exteriores y

resistencia a la deformación plástica bajo carga excelentes; resistencia a los productos químicos aceptable; algunos solventes aromáticos pueden causar agrietamiento al esfuerzo. Los dos grupos fenilo y metilo producen un impedimento estérico lo que produce un estructura molecular muy dura pero enlaces simples oxígeno-oxígeno le aportan flexibilidad y alta resistencia al impacto Alta temperatura de deformación por calor, buenas propiedades como aislante eléctrico y transparencia. Resisten a una gran variedad de compuestos químicos pero son atacados por disolventes. Gran estabilidad dimensional.

USOS Protecciones de seguridad, levas, mecanismos, cascos y cubiertas eléctricas, hélices de barcos, cajas de semáforos y lentes, cristales para ventanas y colectores solares.

CITE VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UNA FIBRA TEXTIL POLIMERICA NATURAL RESPECTO DE UNA SINTETICA (VER)

FIBRAS AROMÁTICAS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES. Forma parte de los termoplásticos de condensación.

Su estructura genera muchos puentes Hidrogeno, con moléculas adyacentes, lo que explica sus propiedades. Marca más conocida (DUPONT) KEVLAR

Otras marcas: Nomex, Aromid.

Propiedades Temperatura de fusión: 250/260°C Densidad: 1,44 g/cm3 Resistencia a la tracción (Fibra sentido longitudinal): 2670 MPa Alargamiento: 4,4%

Aplicación Sogas, cadenas de alta resistencia, solo se lo encuentra como fibras. Se lo encuentra en el casco de los barcos. Transformación de la potencia en velocidad. Chalecos antibalas modernos. Sirve para blindar. Se utiliza en aeronavegación como Fuselaje

Desventaja Costo

ACETALES. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES, APLICACIONES.

CARACT

PROP

Termoplástico de alta prestación, uno de los más duros (68 MPa de resistencia a la tracción) y rígidos (2.820 MPa

de módulo de flexión), excelente resistencia a la fatiga y estabilidad dimensional. Bajo coeficiente de fricción, fácil conformado, buena resistencia a disolventes y alta resistencia al calor (90ºC sin carga) El homopolímero es más duro y rígido y tiene mayor resistencia a la tracción y flexión que el copolímero mientras que el copolímero es más estable en aplicaciones de alta temperatura por largo tiempo y tiene mayor elongación.

Tiene bajo coeficiente de fricción y poco desgaste. Es inflamable por lo que no se aconseja su aplicación en instalaciones eléctricas.

USOS Reemplaza a muchas piezas de CNC, latones y aluminio y acero por su menor costo. Se aplican en cinturones de seguridad, manijas de ventanillas, acoplamientos mecánicos, impulsores de bombas, levas y carcasas, cremalleras, carreteles de cañas de pescar y bolígrafos.

¿CUÁL ES LA APLICACIÓN COMÚN DE LOS TERMOFRAGUANTES? JUSTIFICAR.

Es como adhesivo, debido a los entrecruzamientos en sus uniones primarias, los cuales le otorgan una alta estabilidad

térmica y dimensional. Esto se debe a que su estructura molecular se transforma a una forma reticular tridimensional. En otras palabras, se genera una red con enlaces transversales. La formación de estos enlaces es activada por el calor, el tipo y cantidad de catalizadores y la proporción de los componentes en el preparado base. Quedan estructuras estables, más rígidas, y de alta resistencia a los solventes. Otras aplicaciones: gomas, objetos rígidos, pinturas.

FENÓLICOS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

CARACT PROP

Plásticos de bajo costo buenas propiedades eléctricas y térmicas (como aislantes) y mecánicas, de fácil moldeo Reacción entre el fenol y el formaldehído por polimerización por condensación con agua como producto secundario y como catalizador se utiliza la hexametilentetramina (hexa) La temperatura de curado está entre 120ºC y 177ºC Presentan propiedades mecánicas inferiores a las epoxídicas. Son bastante resistentes a disolventes acuosos. Poseen buena estabilidad dimensional. Tienen baja toxicidad y

emisión de humos.

Pueden presentar problemas debido a la emisión de volátiles en el curado por lo que se necesitan altas presiones. Poseen buenas características cuando se emplean como componentes en aislantes de equipos eléctricos, reductores y materiales que sufran desgaste. Poseen una excelente adhesión a otras resinas. Posee propiedades mecánicas y tenacidad medias o bajas. La temperatura de servicio depende del tipo, pero los valores suelen estar entre 250ºC y 350ºC.

USOS Fabricación de polvos de moldeo Materiales de fricción para industria automotriz Reforzantes para industria del caucho (en la fabricación de neumáticos). Base de adhesivos para caucho (en la fabricación de neumáticos Impregnación de fibra de vidrio y lana mineral para aislaciones. Fabricación de noyos para industria automotriz, fundición de aluminio e hierro, proceso de caja caliente.

Abrasivos revestidos (piedras, lijas y bandas). Laminados decorativos e industriales, tableros aglomerados y compensados. Fabricación de ladrillos refractarios. Revestimiento de arenas (procedimiento shell moulding).

POLIÉSTER TERMOFRAGUANTE. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES.

El éster se produce por la combinación de un alcohol con un ácido orgánico. Son materiales de baja viscosidad que pueden mezclarse con altas cantidades de material de relleno y refuerzo (hasta 80% de fibra de vidrio).

Rígido, duro y flexible que tiene un tiempo de curado. Se procesan por el método de moldeado ya sea de molde abierto o por compresión Aplicaciones: Paneles de automóviles y piezas de carrocería. Cascos de barcos pequeños paneles para la construcción y en componentes para el baño. Tubos, tanques y recipientes donde se requiere buena resistencia a la corrosión.

AMINO RESINAS. CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES Y APLICACIONES. Formadas por la reacción controlada del formaldehído con diferentes compuestos del grupo amino –NH2. • Los dos tipos más importantes son: Urea-formaldehído y Melamina-Formaldehído

• Ambas reacciones generan como subproducto agua. • Cuando estas resinas se combinan con rellenos de celulosa (pasta de madera) se obtienen productos de bajo costo, con

buena rigidez, resistencia mecánica y resistencia al impacto. • Los costos de las resinas urea-formaldehído son menores que los de melamina-formaldehído pero no tienen la misma resistencia al calor y dureza superficial que las últimas. Aplicaciones • Urea-formaldehído rellenos con celulosa se utilizan para placas eléctricas y mango y botones.

• Resinas solubles al agua de urea y melamina se utilizan como adhesivos y resinas de unión para tablas de madera y contrachapado, cascos de barcos, suelos y uniones de muebles.

¿CUÁL ES EL VALOR MÁXIMO DE TRABAJO DE UN TERMOPLÁSTICO, EN TÉRMINOS DE TEMPERATURA?

Los termoplásticos por encima de la Temperatura de fusión o Transición Vítrea, pierden sus propiedades mecánicas. El punto de trabajo aconsejable es Tf/2. Los polímeros pasado ese valor, se ablandan hasta volverse inutilizables. Estos no se funden, sino que se despolimerizan, pierden el enlace.

CAUCHO NATURAL. CARACTERÍSTICAS.

El caucho bruto en estado natural es un hidrocarburo blanco o incoloro.- El compuesto de caucho más simple es el isopreno o 2-metilbutadieno, cuya fórmula química es C5H8. A la temperatura del aire líquido, alrededor de -195 ºC, el caucho puro es un sólido duro y transparente. De 0 a 10 ºC es

frágil y opaco, y por encima de 20 ºC se vuelve blando, flexible y translúcido. Al amasarlo mecánicamente, o al calentarlo por encima de 50 ºC, el caucho adquiere una textura de plástico pegajoso. A temperaturas de 200 ºC o superiores se descompone.- El caucho puro es insoluble en agua, álcali o ácidos débiles, y soluble en benceno, petróleo, hidrocarburos clorados y disulfuro de carbono. Con agentes oxidantes químicos se oxida rápidamente, pero con el oxígeno de la atmósfera lo hace lentamente. Aplicaciones en neumáticos, Correas, goma de borrar, artículos de goma.

VULCANIZACIÓN. CONCEPTO. APLICACIONES. Proceso químico irreversible de encadenamiento cruzado de cadenas de polímeros con azufre para mejorar las características elásticas, que restringe el movimiento molecular. Este proceso irreversible define a los cauchos curados como materiales

termo rígidos (no se funden con el calor) y los saca de la categoría de los termoplásticos (como el PE y el PP). Durante la vulcanización, los polímeros lineales paralelos cercanos constituyen puentes de entrecruzamiento entre sí (puentes de S). El resultado final es que las moléculas elásticas de caucho quedan unidas entre sí a una mayor o menor extensión. Esto forma un caucho más estable, duro, mucho más durable, más resistente al ataque químico y sin perder la elasticidad natural. También transforma la superficie pegajosa del material en una superficie suave que no se adhiere al metal o a los sustratos plásticos.

ELASTÓMEROS SINTÉTICOS. ENUMERACIÓN. APLICACIONES Cauchos SBR (Estireno-Butadieno): Neumáticos, Cinturones, Mangueras, Guantes Quirúrgicos, Gomas de mascar,

calzados.

Buna S: Neumáticos. Se le agrega negro de humo para protección de rayos UV además de aumentar la resistencia. Buna N: Juntas y diafragmas automotrices. No es afectado por aceites y combustibles. Policloropreno (Neopreno): aislante térmico: Trajes térmicos, Juntas de las mangueras del motor de un auto.

Siliconas: Revestimientos y juntas para ambientes corrosivos.

¿QUÉ CARACTERÍSTICAS TIENEN LOS MATERIALES CERÁMICOS?

Duros y frágiles; baja tenacidad y ductilidad; Elevada resistencia a la compresión; baja conductividad térmica y eléctrica; alto punto de fusión. ¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS MATERIALES CERÁMICOS EN FUNCIÓN DE SU APLICACIÓN? DEFINICIÓN GENERAL Y APLICACIONES.

DENOMINACION DEFINICIÓN GENERAL Y APLICACIONES

Cerámica Roja Productos de arcilla estructural generalmente porosos. (Ladrillos, Tejas)

Cerámica Blanca Productos de caolín-feldespato-cuarzo, porosos o no. (lozas; porcelanas para vajilla)

Refractarios Productos resistentes altas temperaturas. (Ladrillos refractarios, Revestimiento de hornos para el afino de metales, elaboración de vidrio, tratamiento térmico metalúrgico y generación de electricidad)

Vidrios Productos no cristalinos, generalmente transparentes o translúcidos (vidrios planos, envases vajilla)

Cementos Productos que presentan características aglomerantes y adhesivas al ser mezclados con agua (Cemento

protland, yeso, cales)

Abrasivos Productos de alta dureza utilizados para cortar y pulir (Tela esmeril carburos de silicio, diamantes, carburos metálicos)

Cerámicas Especiales

Constituidas principalmente de compuestos puros o casi puros; principalmente de óxidos, carburos o nitruros.( Motores de combustión interna, Blindajes, Empaquetamiento electrónico)

ENUMERAR COMPONENTES DE LOS MATERIALES CERÁMICOS.

Arcillas (Caolín, Arena, mica); Fundentes (Feldespatos sódicos, potasio o cálcicos); Cuarzo (SiO2).

CEMENTO. DESCRIPCIÓN GENERAL. TIPOS DE MORTEROS Materias primas: caliza y arcilla. Estas materias primas se seleccionan convenientemente y se mezclan en cantidades adecuadas. Se introducen en un horno

rotativo que trabaja a temperatura de 1400-1600°C. Obteniéndose un producto llamado clinker que luego se enfría y se muele posteriormente para formar el cemento. El cemento fragua con agua.

El mortero es el producto que se obtiene de mezclar distintos productos inorgánicos aglomerantes, como yeso, cal, cemento, con arena y agua. Esta mezcla se usa para unir elementos como los ladrillos, o para cubrir (revoque de paredes). Según los elementos que lo componen y su utilidad, existen distintos tipos de mortero. Mortero de yeso: Tiene como características un fraguado muy rápido, pero poca resistencia. Por eso no se lo utiliza para unir ladrillos ni para revoque, sino para fijar elementos o, a lo sumo, en tabiques interiores que no soporten grandes cargas.

Mortero de cal: Es una mezcla de cal, arena y agua, muy resistente, que se usa para muros tanto interiores como exteriores. Es muy flexible y, por eso, resulta fácil de aplicar, aunque es menos impermeable que el de cemento. Sin embargo, por esta misma capacidad de retener humedad, resulta ideal para trabajos que requieren buena terminación, ya que tarda más tiempo en secar. El mortero de cemento (cemento y arena con agua): Es el más resistente, aunque por ser el de fraguado más rápido, también tiende a resquebrajarse. Se utiliza particularmente para muros de carga y tabiques de cuartos húmedos (baño), tanto por su inalterabilidad como por su impermeabilidad.

Mortero cola: Se prepara con una mezcla de cemento gris o blanco, aditivos, y otro árido de grano grueso. Se usa para fijar elementos, como el caso de baldosas cerámicas. También hay morteros cola de alta adherencia, a los que se agrega resina,

que sirven para adherir en exterior o interior. Se usan habitualmente para porcelanato o baldosas de gres.

¿POR QUÉ NO AGREGA CAL A UN MORTERO DE HORMIGÓN ARMADO?

La cal haría al mortero menos resistente, permeable y el fraguado sería más lento.

¿POR QUÉ AGREGA CAL AL MORTERO DE UN REVOQUE FINO?

La cal hace que el mortero sea flexible, un poco permeable y fácil de aplicar, características perfectas para el revoque fino en interiores donde se necesita buena terminación.

¿QUÉ ES UN MATERIAL REFRACTARIO? CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES.

Es un material usualmente no metálico empleado para resistir altas temperaturas. Pertenece a la familia de los cerámicos. Son Duros, Resistentes a alta Temperatura, Aislantes, Frágiles, Resistentes al desgaste y capaces de mantener estas propiedades a elevadas temperaturas. Usos: Revestimiento de Hornos de Fusión y Tratamientos Térmicos.

¿QUÉ TIPO DE SOLICITACIONES SUFREN LOS MATERIALES REFRACTARIOS EN SERVICIO? Térmicas: (altas temperaturas, variaciones de temperaturas, y gradiente de temperatura) Químicas: (potenciales químicos, alteraciones de presiones parciales de gases)

Mecánicas: (cargas, tensiones internas, vibraciones)

¿QUÉ FUNCIONES CUMPLE UN REVESTIMIENTO REFRACTARIO? 1. Mantener almacenar o ceder calor

2. Conducir calor (ej. Horno de coquería)

3. Soportar cargas solidas y/o liquidas a elevadas temperaturas

4. Contener fluidos corrosivos

REFRACTARIOS. PARÁMETROS. BREVE EXPLICACIÓN.

Composición química

Ácidos: Construidos principalmente por Sílice (SiO2) y alúmina. Básicos: Constituidos fundamentalmente por Magnesita, dolomita y cromita. Especiales: En general suelen ser de carburo de silicio, carburos metálicos de Zr, Ta, Nb, Ti. Grafito puro (grafito min 90%) grafito (grafito + Arcillas) y carbono (C entre 80 y 90% de coque o alquitrán)

Resistencia al ablandamiento

Es la propiedad de los materiales refractarios de resistir la fusión, ablandamiento o deformación a alta temperatura. Se mide con los conos pirometricos equivalentes (CPE).

Porosidad Es la relación entre el volumen vacio respecto del volumen total que tiene un cuerpo. Pueden ser cerrados impermeables a fluidos y abiertos permeables a fluidos.

Resistencia al descaramiento

Es la perdida de material a causa de la variación de volumen en los ciclos de calentamiento y enfriamiento (dilatación y contracción).

Conductividad Térmica

Es una medida de la intensidad a la que el calor se transmite a través del material. La conductividad relaciona el calor “Q” transmitido a través de una determinada sección “A” por segundo, cuando existe un gradiente de temperatura “At/Ax”.

DEFINA MATERIAL ABRASIVO. MENCIONE ALGUNOS EJEMPLOS.

Material constituido por una sola fase de alta dureza, formada por granos con bordes cortantes, incluida en una matriz rígida pero al mismo tiempo con una cierta porosidad que permita la circulación de aire o líquidos a través de la estructura; con el propósito de refrigerarla debido a las elevadas temperaturas generadas en el uso. Las partículas del abrasivo no solo deben ser suficientemente duras sino además que cuando se rompen deben generar nuevas partículas cortantes. (Carburo de Silicio, Alúmina, Diamante. (Usos: Telas Esmeril, Papeles de Lija, etc.).

MATERIALES COMPUESTOS. CONCEPTO

Es un sistema de materiales, constituido por una mezcla o combinación de dos o más micro o macro-constituyentes que difieren en forma y composición química y que son esencialmente insolubles entre sí. El material que se obtiene va a tener mejores propiedades físico-químicas, y va a ser mecánicamente superior a los

materiales que lo forman. Al mirar al microscopio voy a ver dos fases como mínimo. (Ejemplo: Hormigón, madera, asfalto.)

MATERIALES BASE DE MATERIALES COMPUESTOS. CARACTERÍSTICAS. Resina poliéster combinada con fibra de vidrio; Resina epoxi combinada con fibra de carbono; Cualquier resina combinada con fibra de kevlar.

Características: Son materiales de baja densidad, resistentes a la corrosión y con estabilidad dimensional.

Componen la fase matriz: Tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.

REFORZANTES DE LOS MATERIALES COMPUESTOS. ENUMERACIÓN. CARACTERÍSTICAS.

PARTICULAS Dos tipos; los “dispersoides”, que son materiales endurecidos por dispersión y contienen partículas de 10 a 250nm de diámetro, que aunque no sean coherentes con la matriz, bloquean el movimiento en las dislocaciones y producen un marcado endurecimiento del material matriz; y los "verdaderos" que contienen

grandes cantidades de partículas gruesas, que no bloquean el deslizamiento con eficacia, son diseñados para obtener propiedades poco usuales, despreciando la resistencia en el material.

FIBRAS 1. Naturales (cáñamo y algodón) 2. Orgánicas (poliamidas, poliéster) 3. Inorgánicas (de vidrio, de carbono, de boro) 4. Metálicas (acero, aluminio, etc.) dan mayor resistencia a la fatiga, mejor rigidez y una mejor relación

resistencia-peso, al incorporar fibras resistentes y rígidas, aunque frágiles, en una matriz más blanda y

dúctil. Alta resistencia a temperaturas elevadas. Las fibras sirven para resistir el esfuerzo de tracción.

LAMINADOS Incluyen recubrimientos delgados, superficies protectoras, revestimientos metálicos, bimetálicos, laminados y todo un conjunto de materiales con aplicaciones específicas.

Las propiedades dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Gran cantidad de compuestos laminares están diseñados para mejorar la resistencia a la corrosión conservando un bajo costo, alta resistencia o bajo peso. Otras características de importancia incluyen resistencia superior al desgaste o a la abrasión, mejor estética y algunas características de expansión térmica poco usuales. También se pueden calcular con poco margen de error: La Densidad y la Conductividad Eléctrica y Térmica.

ENSAYO DE TRACCIÓN. CONCEPTO. Con este ensayo se determinan otros parámetros denominados propiedades

de la tracción. Estas propiedades son: Límite elástico Alargamiento o ductilidad Estricción

Con este ensayo se determina la fuerza necesaria para romper una pieza al estirarla y la capacidad de estiramiento antes de su rotura. El estudio de este comportamiento se hace utilizando los diagramas de

tracción donde se grafica la tensión de tracción con respecto a la deformación lineal sufrida por la probeta, expresada en forma porcentual del alargamiento por unidad de longitud. 1. Desde el inicio hasta este punto la deformación es elástica. 2. De 1 a 2 la zona es curva, pero la deformación es muy pequeña. 3. Es el límite elástico aparente, inician las deformaciones permanentes.

Luego de esta zona se alcanza el límite final de fluencia, donde las

deformaciones son grandes. Es la zona con mayor importancia para la determinación de las propiedades mecánicas.

4. Zona de carga máxima. 5. Entre 4 y 5 está la zona de estricción. En este período el material se

continuará deformando sin elevar la carga, hasta la producción de la rotura.

Modulo de Young: Pendiente de 0 a 1

A) Fractura dúctil. B) Fractura moderadamente dúctil. C) Fractura frágil.

¿Por qué EN UN ACERO SAE 1045 LA CARGA DE ROTURA ES INFERIOR A LA CARGA MAXIMA ALCANZADA EN EL

ENSAYO? (VER) Porque entre 4 y 5 (ver grafico punto anterior) está la zona de estricción. En este período el material se continuará deformando sin elevar la carga, hasta la producción de la rotura.

REPRESENTE EL DIAGRAMA DE TRACCIÓN, LA ENERGÍA DE DEFORMACIÓN ABSORBIDA. JUSTIFIQUE

A es más dúctil que B B es más rígido que A

“A” absorbió más energía de transformación plástica ya que es más dúctil, se puede observar en el gráfico que hay una mayor área debajo de la curva de “A”.

ENSAYO DE IMPACTO. CONCEPTO. MÉTODOS. Este ensayo surge a partir del análisis de las consecuencias que generan la aplicación de cargas dinámicas de impacto.

Estos ensayos se utilizan para evaluar los tratamientos térmicos y determinar los distintos grados de revenido de los aceros e incluso verificar el recocido, forjado o normalizado. Los ensayos se realizan a probetas que presentan muescas o entallos. El motivo de la muesca es para generar una fisura normalizada. *Temperatura de transición dúctil-frágil

Método Charpy: Probeta horizontal. Impacto sobre la probeta en forma vertical.

Método Izod: Probeta en posición vertical. Impacto sobre la probeta como péndulo. La resiliencia al choque, es el trabajo gastado por unidad de sección transversal para romper la probeta de un solo golpe. Se expresa en Kgm/cm² ó Joule/cm².

DUREZA. CONCEPTO. MÉTODOS.

Se define como la mayor o menor resistencia que un cuerpo opone, al ser rayado o penetrado por otro tomado como elemento de comparación. Los métodos existentes para la medición se distinguen básicamente por la forma de la herramienta empleada (penetrador), por las condiciones de aplicación de la carga y por la propia forma de calcular (definir) la dureza. La elección del método para determinar la dureza depende de factores tales como tipo, dimensiones de la muestra y espesor

de la misma.

Método Brinell Consiste en aplicar con un penetrador (bolilla

esférica) sobre la pieza o probeta a ensayar, una determinada carga durante un tiempo determinado.

Este ensayo se utiliza en materiales blandos. Dureza < 600 HB Carga Empleada: P=C.D² C: constante del material estipulada D: diámetro de la bolilla Penetrador: Bolilla de Acero

d: diámetro de la huella [d]

Método Rockwell En este método la dureza resulta función de la profundidad de penetración.

Se le aplica una precarga menor de 10 kg, básicamente para eliminar la deformación elástica y obtener un resultado mucho más preciso. Luego se le aplica durante unos 15 segundos un esfuerzo que varía desde 60 a

150 kgf a compresión. La lectura es directa en el dial de la máquina. Según la dureza del material a ensayar, se utilizarán diferentes escalas simbolizadas con letras.Ejemplo:

Rockwell C Escala: HRC Penetrador: Cono de diamante. Rango de aplicación: Materiales Duros como aceros templados.

Rockwell B Escala: HRB Penetrador: Bolilla de Acero de 1/16" Rango de aplicación: materiales blandos.

TINTAS PENETRANTES. CONCEPTO. INTERPRETACION

Es un ensayo no destructivo. El método que se aplica para la detección de discontinuidades superficiales. Procedimiento de ensayo:

1) Limpieza de la superficie 2) Aplicación del líquido penetrante

3) Limpieza del líquido penetrante en exceso 4) Aplicación del revelador 5) Observación 6) Limpieza final

Durante el ensayo, el tiempo de permanencia del líquido penetrante sobre la superficie es muy importante y depende del tipo de material, tipo de líquido penetrante y tamaño de la falla a detectar.

Limitaciones del método:

1) La posible falla debe aflorar a la superficie 2) No puede aplicarse a piezas pintadas, cromadas o con una capa protectora. 3) No se puede aplicar a materiales porosos. (No muestra defectos)

DEFINICIÓN DE METALOGRAFÍA. ¿PARA QUÉ SE UTILIZA?

La metalografía es una ciencia que estudia la composición estructural de los metales y aleaciones para relacionarla con las propiedades mecánicas o físico-mecánicas de los mismos. El examen estructural de los metales y aleaciones por vía microscópica es una de las armas principales que posee el metalurgista, ya sea en investigación científica, como en el control de la calidad de los materiales, teniendo en cuenta la

conocida relación estructura-propiedades. Tiene como objetivo el estudio de la macro y micro estructura de los metales y aleaciones metálicas para dar un panorama completo del estado estructural. El desarrollo de la técnica metalográfica permite observar los constituyentes o componentes y sus formas, proporciones y estados que influyen en las propiedades físicas de una aleación.