guia didactica metales 2013-i

Ing. Beliana Gmez de Cabello

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOSE DE SUCRE VICERRECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS NCLEO CHARALLAVE

Carrera: Ingeniera Mecatrnica Cdigo: IMT-4413 Facilitador: Ing. Beliana L. Gmez de Cabello Semestre: IV Asignatura: Ingeniera de Materiales Unidades de Crdito: 3 Unidad: 2 Familias de Materiales Tema: Metales

Descripcin

Los metales son materiales de enorme inters para la industria, pues sus excelentes propiedades de resistencia y conductividad son de gran utilidad en la construccin de mquinas, estructuras, mecanismos, circuitos y herramientas. Estos materiales tienen un brillo muy caracterstico y son ms densos y ms pesados que otros materiales de uso tcnico.

Su gran resistencia mecnica les permite soportar grandes esfuerzos, presiones o golpes, algunos de ellos son muy duros. Tienen grandes posibilidades de trabajo, como doblar, cortar, estampar, fundir o moldear. Algunos metales se emplean en estado casi puro pero la mayora se combinan entre s o con otros elementos formando aleaciones para ampliar y mejorar sus propiedades.

Se prestar especial atencin los aceros, su nomenclatura, diagrama de fases y tratamientos trmicos. Respecto a las aleaciones no ferrosas, es decir que no son de hierro, se tomarn en cuenta las de cobre, aluminio y titanio por ser las ms usadas comercialmente.

Objetivo

Dadas las caractersticas fsicas, qumicas y el origen de los diferentes materiales el estudiante ser capaz de reconocer la familia de los metales, sus caractersticas, los materiales que las componen y los tratamientos trmicos que se les


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efectan.

Contenido

De los elementos que figuran en la Tabla Peridica, alrededor de 80 pueden ser clasificados como metales. Todos ellos tienen en comn que sus electrones ms externos en un tomo neutro son cedidos fcilmente. Esta caracterstica es la causa de su conductividad, tanto elctrica como trmica, de su brillo y maleabilidad.

El uso de metales puros es limitado, pues son blandos o tienden a corroerse. Sin embargo, toleran una considerable cantidad de elementos en estado slido o lquido. As, la mayor parte de los materiales metlicos comnmente usados son mezclas de dos o ms metales elementales. Es posible realizar estas mezclas de varias maneras, pero casi siempre se obtienen por la unin de metales por arriba de su punto de fusin. Esa mezcla slida de metales o metaloides se denomina aleacin.

Aleaciones frreas

Son las sustancias que tienen al hierro como su principal metal y han sufrido un proceso metalrgico. Incluyen los aceros al bajo carbono, los aceros aleados y de herramientas, los aceros inoxidables y los hierros fundidos, tambin llamados productos siderrgicos. De todos estos, son los aceros y fundiciones los empleados por excelencia en la fabricacin mecnica.

Aceros

Son una aleacin de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2% en peso de la composicin de la aleacin, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas se moldean, a diferencia de los aceros que se pueden forjar.

En el acero, adems de hierro y carbono como elementos fundamentales,


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intervienen elementos accidentales, entre ellos el azufre y el fsforo, que dada su afinidad con el acero, son difciles de eliminar, no obstante se reducen a proporciones inofensivas (< 0.05 %); otros elementos facilitan la obtencin, como el silicio y el manganeso que adicionados en pequeas proporciones (0.2 a 0.9 %) evitan la oxidacin del metal fundido, el resto (97.5 a 99.5%) es hierro. Atendiendo al porcentaje de contenido en carbono, estos aceros suelen denominarse como se indica en el siguiente cuadro:

Cuadro 1: Clasificacin de los aceros segn su dureza

%Carbono Denominacin Resistencia 0.1 a 0.2 Aceros extrasuaves 38 - 48 Kg / mm2 0.2 a 0.3 Aceros suaves 48 - 55 Kg / mm2 0.3 a 0.4 Aceros semisuaves 55 - 62 Kg / mm2 0.4 a 0.5 Aceros semiduros 62 - 70 Kg / mm2 0.5 a 0.6 Aceros duros 70 - 75 Kg / mm2 0.6 a 0.7 Aceros extraduros 75 - 80 Kg / mm2

Tomado de: http://www.allstudies.com/clasificacion-acero.html

Sin embargo, existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que reciben denominaciones especficas en virtud de aspectos tales como:

Los elementos que predominan en su composicin (aceros al silicio), Su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementacin), de Alguna caracterstica potenciada (aceros inoxidables) En funcin de su uso (aceros estructurales).

Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominacin genrica de aceros especiales, razn por la que aqu se ha adoptado la definicin de los comunes o al carbono que amn de ser los primeros fabricados y los ms empleados, sirvieron de base para los dems.

Adems de los elementos de los aceros al carbono, tienen adicionados


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elementos como: cromo, nquel, molibdeno, tungsteno, vanadio, plomo, entre otros, la adicin de tales elementos modifica o mejora las propiedades del acero.

Nomenclatura AISI SAE. En 1912, la Sociedad Norteamericana de Ingenieros Automotores (Society of

Automotive Engineers (SAE) promovi una reunin de productores y consumidores de aceros, para establecer una nomenclatura y composicin de los aceros. Ms tarde, el Instituto Norteamericano del Hierro y el Acero (A.I.S.I), tom la nomenclatura de la S.A.E. y la expandi.

En el sistema S.A.E. - A.I.S.I, los aceros se clasifican con cuatro dgitos. El primer dgito especifica la aleacin principal, el segundo dgito indica la aleacin secundaria y los dos ltimos dgitos dan la cantidad de carbono presente en la aleacin.

Es importante destacar que si el primer nmero es 1 y el dgito siguiente es el 0, se entiende que es un acero al carbono; es decir, la designacin es 10xx, se trata de un acero ordinario al carbono. Por ejemplo si se encuentra un acero como el 1045 se puede decir que su elemento principal de aleacin es el manganeso (primer dgito), No tiene segundo elemento principal de aleacin, y su porcentaje de carbono es de 0,45%.

Diagrama de equilibrio de fases Hierro - Carbono Los materiales en estado slido pueden estar formados por varias fases, cuya

combinacin define muchas de las propiedades que tendr el material. Por esta razn, se hace necesario disponer de una herramienta terica que permita describir las fases que estarn presentes en el material. Esta herramienta terica que llama Diagrama de Fases.

Las fases slidas de un material tienen las siguientes caractersticas:

Los tomos que forman la fase tienen la misma estructura o arreglo


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atmico

La fase tiene la misma composicin qumica en todo su volumen

La fase presenta las mismas propiedades fsicas

La fase posee una interfase definida con su entorno En Ciencia de Materiales se denomina diagrama de fase a la representacin

grfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en funcin de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Cuando aparecen varias sustancias, como por ejemplo en una aleacin, la representacin de los cambios de fase puede ser ms compleja. Ahora las variables a tener en cuenta son la temperatura y la concentracin, normalmente en masa.

La mayora de los diagramas de fase han sido construidos segn condiciones de equilibrio (condiciones de enfriamiento lento), siendo utilizadas por ingenieros y cientficos para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de los materiales. Se presentan como un grfico en cuyo eje vertical se mide la temperatura y en el eje horizontal se mide el porcentaje en peso de los componentes que forman la aleacin. De esta manera, el diagrama Hierro Carbono es una grfica que representa las fases y estados en las que se encuentran dichas aleaciones para una temperatura y composicin dadas. Es importante su estudio debido a los importantes cambios en las propiedades mecnicas que pueden producirse por las transformaciones del estado slido.

En el Grfico 1 se puede observar que en el diagrama, de forma general, se pueden encontrar fases en estado slido y lquido. Observndose primeramente que el punto de fusin para el Hierro (Fe) en estado puro es de 1538 C. Es importante destacar que hasta un 4% de Carbono aproximadamente la lnea que separa estos dos estados de la materia, es decir el Punto de Fusin, sufre una disminucin a medida que se incrementa el contenido de Carbono (C) en la aleacin. Esto es consecuencia del reacomodo de ste agente aleante en los intersticios de la red cristalina produciendo alteraciones en la misma, lo cual trae como consecuencia que la energa


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necesaria para la desaparicin del orden, lo cual implica la fusin, sea menor.

Grfico 1: Esquema del Diagrama de Fases Hierro Carbono. Se observan solamente la fase en estado slido y la fase en estado lquido

De manera general segn el contenido de Carbono se pueden dividir las aleaciones en dos grandes conjuntos (Ver Grfico 2):

1. ACEROS: hasta 2% de Carbono. Tienen un campo de aplicacin muy amplio en la industria por ser posible deformarlos sin quebrarse y se caracteriza por su alta dureza, buena resistencia mecnica, maleabilidad y ductilidad.

2. FUNDICIONES: con ms de 2% de Carbono. Son muy quebradizas y al no poderse forjar, se moldean. Sin embargo, su caracterstica fundamental es su extraordinaria dureza lo que las hace ideal para herramientas de corte.


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Grfico 2: Divisin esquemtica del Diagrama Hierro Carbono segn el contenido de Carbono en Aceros y Fundiciones

Los aceros, a su vez, estn divididos a su vez en (Ver Grfico 3): Aceros Hipoeutectoides: hasta 0.8% de Carbono

Aceros Hipereutectoides: desde 0.8% hasta 2% de Carbono

Grfico 3: Divisin esquemtica de los aceros segn su contenido de Carbono


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En el diagrama presentado en el Grfico 4, se muestran las fases presentes cuando el material es enfriado muy lentamente. Es importante sealar que las Fases donde se presenta al Hierro, a diferentes porcentajes de Carbono, mezclado con Carburo de Hierro (Fe3C) ste no representan verdaderamente una fase, puesto que el Fe3C que se forma no es verdaderamente una fase de equilibrio sino un compuesto intermetlico de Carbono en Hierro, posee una estructura cristalina compleja del sistema ortorrmbico, con una composicin de 6.67% en carbono. Se caracteriza por su alta fragilidad y dureza. No se considera una fase estable, pero a la velocidad de transformacin a temperatura ambiente es tan lenta que puede ser considerada como tal.

Grfico4: Diagrama de Fases Hierro Carbono: (1) Lquido, (2) Lquido + Fase , (3) Lquido + Fase , (4) Fase , (5) Fase + Fase , (6) Fase , (7) Fase + Fe3C, (8) Fase + Fase , (9) Fase y (10) Fase + Fe3C. Tomado de: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/139/htm/sec_14.htm Fases del Diagrama Hierro Carbono


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Ferrita (Fase ): Tambin conocida como Hierro Alfa (), es una solucin slida intersticial de carbono en la red cristalina del Hierro BCC. En esta fase el Carbono alcanza su mxima solubilidad de un 0.025% a 723C debido a que sus espacios interatmicos son pequeos, por los que los tomos son capaces de colocarse en los intersticios pero a costa de una gran distorsin de la red. Se caracteriza por una baja resistencia mecnica.

Austenita (Fase ) Tambin conocida como Hierro Gamma (), es una solucin slida intersticial de carbono en la red cristalina del hierro FCC. Esta fase presenta mucha mayor solubilidad slida para el carbono que la Ferrita debido a que en esta celda existen espacios interatmicos ms grandes en la red, pudiendo alojar as los tomos de carbono con una distorsin no tan pronunciada. La mxima solubilidad es del 2% a 1100C y disminuye a 0.8 % a 723C

Hierro (Fase ) Es una solucin slida intersticial de carbono en la red cristalina del hierro con celda BCC. La mxima solubilidad slida es de 0.1% a 1450C. Esta fase slo est presente a altas temperaturas y no se encuentra presente en los aceros a temperatura ambiente por lo que tiene poca importancia a nivel industrial.

Puntos importantes del Diagrama Hierro Carbono

Punto Peritctico En el punto peritctico el lquido se combina con Hierro , para formar Austenita. Esta reaccin ocurre al 0.18% de Carbono a 1450C y puede ser escrita como:

+Lquido


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Grfico 5: Vista aumentada de la Reaccin Peritctica del Diagrama Hierro Carbono

Punto Eutctico En el punto Eutctico, el Lquido se transforma en Austenita y Cementita. Esta mezcla llamada Mezcla Eutctica se conoce como Ledeburita y no es estable a temperatura ambiente ya que se transforma por efecto de la Reaccin Eutectoide que ocurre a 723C. Esta reaccin ocurre al 4% de Carbono a 1100C y puede ser escrita como:

CFeLquido 3+

Grfico 6: Vista de la Reaccin Eutctica del Diagrama Hierro Carbono


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Punto Eutectoide En el punto eutectoide a 0.8% de carbono a 723C la Austenita Slida produce Ferrita ms Cementita. Esta reaccin puede escribirse como:

CFe3+

Esta reaccin, que tiene lugar completamente en el estado slido, es la ms importante pues es la referencia bsica para las temperaturas de transformacin en los aceros cuando se realizan tratamientos trmicos. La Mezcla Eutectoide es conocida como Perlita y est conformada por una estructura laminar de las dos fases y sus propiedades son intermedias ellas; aunque es ms dura y resistente que la Ferrita, es ms blanda y moldeable que la Cementita.

Grfico 7: Vista de la Reaccin Eutctica del Diagrama Hierro Carbono

Tratamientos trmicos en aceros


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Antes de tocar el tema de los tratamientos trmicos en acero, se hace necesario definir, a partir del diagrama Hierro Carbono dos temperaturas importantes (Ver Grfico 8):

Temperatura Crtica Inferior: Temperatura a la cual se comienza a formar

Austenita (727C) Temperatura crtica Superior: Temperatura a la cual la totalidad de la masa

est formada por Austenita. (Depende de la composicin del acero)

Grfico 8: Diagrama Hierro carbono indicando las Temperaturas Crticas. (A) Temperatura Crtica Superior para Aceros Hipoeutectoides. (B) Temperatura Crtica Superior para Aceros Hipereutectoides. (C) Temperatura Crtica Inferior

Recocido Consiste bsicamente en un calentamiento hasta Temperatura de

Austenitizacin lo cual permite obtener plenamente la fase estable a alta temperatura seguido de un enfriamiento lo suficientemente lento como para que se desarrollen todas las reacciones completas. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. Tambin facilita el mecanizado de las piezas al


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homogeneizar la estructura y afinar el grano, eliminando la acritud que produce el trabajo en fro y las tensiones internas. Las etapas del Recocido son:

a. Calentamiento del material a una temperatura prefijada, son relativamente bajas pero suficiente para garantizar la homogenizacin de la Austenita.

b. Mantenimiento del material durante cierto tiempo a la temperatura anterior. c. Enfriamiento lento hasta temperatura ambiente a una velocidad determinada.

Grfico9: Esquema del tratamiento trmico de Recocido

Temple

Es un tratamiento trmico al que se somete al acero, concretamente a piezas o masas metlicas ya conformadas en el mecanizado, para aumentar su dureza, resistencia a esfuerzos y tenacidad. El proceso se lleva a cabo calentando el acero hasta que se convierte en Austenita, despus la masa metlica es enfriada rpidamente en un medio denominado Medio de Temple que puede ser: agua, aceite o aire. Se pretende la obtencin de una estructura totalmente martenstica. (Martensita es una solucin slida sobresaturada de carbono en Ferrita. Se obtiene por enfriamiento rpido de la Austenita en los aceros. Se presenta en forma de agujas y cristaliza en el Sistema Tetragonal). Despus del temple siempre se suele hacer un revenido.


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Grfico10: Micrografa de la Martensita

En el tratamiento trmico de Temple se pueden distinguir tres etapas: a. Calentamiento del metal: Se realiza en un horno primeramente en un proceso

lento hasta los 500C y posteriormente rpido hasta la temperatura de temple, la cual debe estar por encima de la Temperatura Crtica Superior.

b. Homogenizacin de la temperatura: Se mantiene la temperatura de temple durante un tiempo determinado para que alcance el equilibrio trmico

c. Enfriamiento rpido: Se saca la pieza del horno y se enfra el material La dureza adquirida despus de este tratamiento trmico se debe a la tensin a la

cual se ven sometidos los cristales por la deformacin de su estructura cristalina, ya que el enfriamiento rpido les impide alcanzar el equilibrio estable.


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Grfico11: Esquema del tratamiento trmico de Temple

Existe un procedimiento estndar para predecir la dureza de un acero que ha sido endurecido a travs del tratamiento trmico del temple (templabilidad) llamado Mtodo Jominy o Ensayo Jominy. Este consiste en templar una probeta estandarizada elaborada de un acero determinado, calentndola a la temperatura de austenizacin y luego enfrindola posteriormente mediante un chorro de agua a una velocidad de flujo y una temperatura especificada, slo haciendo incidir dicho chorro en la cara inferior de la barra. Dicha cara acta como superficie templante y enfra la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior slo por conduccin, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la mxima velocidad de templado (que se da en el extremo inferior) a la mnima en el extremo superior.

Grfico12: Esquema del ensayo Jominy y esquema de la Curva de Dureza en funcin del Largo de la barra. Tomado de: http://blog.utp.edu.co/metalografia/2011/05/08/6-tratamientos-

termicos/

Una vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,4 milmetros de espesor y se determina la dureza a lo largo de los 50mm


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primeros de la probeta. En los primeros 12,5 mm las lecturas de dureza se toman a intervalos de 1,6 mm y en los 37,5 mm siguientes cada 3,2 mm. Despus se traza una curva de templabilidad representando los valores de dureza en funcin de la distancia al extremo templado.

Grfico 13: Curva de Templabilidad obtenida a travs del ensayo Jominy

Revenido Es un tratamiento trmico que sigue al de templado del acero. Tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o por deformacin en fro. Mejora las caractersticas mecnicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la dureza, esto ser tanto ms acusado cuanto ms elevada sea la temperatura de revenido. El revenido se hace en tres fases:

1. Calentamiento a una temperatura inferior a la Temperatura Crtica Inferior.

2. Mantenimiento de la temperatura, para igualarla en toda la pieza. 3. Enfriamiento, a velocidad variable, no es relevante pero tampoco debe de ser


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excesivamente rpido.

Grfico 14: Esquema del tratamiento trmico de Revenido

Normalizado Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribucin uniforme del carbono. Se afina el grano disminuyendo su tamao medio y consiguiendo al mismo tiempo mayor uniformidad en ese tamao. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido. Las etapas del normalizado son:

a. Calentamiento 20 o 40C por encima de la Temperatura Crtica Superior. b. Mantenimiento de la temperatura hasta transformar el material en Austenita. c. Enfriamiento al aire.


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Grfico 15: Esquema comparativo de los diferentes tratamientos trmicos

Aceros inoxidables Los aceros inoxidables son las aleaciones ferrosas ms importantes a causa de

su alta resistencia a la corrosin en medios oxidantes, para ser un acero inoxidable debe contener al menos 12% de cromo. El cromo, u otros metales, que contiene posee gran afinidad por el oxgeno y reacciona con l formando una capa pasivadora, evitando as la corrosin del hierro. Algunos tipos de acero inoxidable contienen adems otros elementos aleantes; los principales son el nquel y el molibdeno.

El acero inoxidable es un material slido y no un revestimiento especial aplicado al acero comn para darle caractersticas inoxidables. Aceros comunes, e incluso otros metales, son a menudo cubiertos o baados con metales blancos como el cromo, nquel o zinc para proteger sus superficies o darles otras caractersticas superficiales. Mientras que estos baos tienen sus propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede ser daada o deteriorarse de algn modo, lo que anulara su efecto protector. La apariencia del acero inoxidable puede, sin embargo, variar y depender en la manera que est fabricado y en su acabado superficial.

Aleaciones no frreas

Las aleaciones no ferrosas tienen grandes diferencias entre s.

Temperaturas de fusin.

Resistencias mecnicas.

Densidades

Peso

Costo

Para relacionar la resistencia mecnica de un material con su peso se ha establecido el concepto de Resistencia Mecnica Especfica:

Resistencia Mecnica Especfica=Peso

MECNICAARESISTENCI


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Cuadro4: Propiedades de los metales base para aleaciones no frreas. Metal Densidad

(lb/plg3) Resistencia a

la Tensin (psi)

Resistencia Especfica (x 105plg)

Aluminio 0.097 83000 8.6

Berilio 0.067 55000 8.2 Cobre 0.322 150000 4.7 Plomo 0.410 10000 0.2

Magnesio 0.063 55000 8.7 Nquel 0.321 180000 5.6 Titanio 0.163 160000 9.8

Tungsteno 0.695 150000 2.2 Zinc 0.257 75000 2.9 Tomado de: Askeland, D. (2005), Ciencia e Ingeniera de Materiales, Ed. Thomson

Aleaciones de Aluminio El aluminio es el segundo metal ms abundante sobre la tierra Las aleaciones

de aluminio se conocen por su baja densidad (2.7 g/cm3) que corresponde a una tercera parte de la densidad del acero aproximadamente y que es un factor clave de la popularidad de los materiales no metlicos. Tambin son caractersticas atractivas:

Resistencia a la corrosin y oxidacin: reacciona ante el oxgeno, incluso a temperatura ambiente, para producir una delgada capa de xido de aluminio que protege al metal subyacente de entornos corrosivos.

Conductividad elctrica

Conductividad trmica

Comportamiento no magntico


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Fcil fabricacin

Fcil reciclado

Apariencia.

Sin embargo:

No exhibe alto lmite de endurecimiento, por lo que finalmente falla por fatiga incluso en bajos esfuerzos.

Temperatura de fusin relativamente baja, por lo cual no puede trabajar en entornos de altas temperaturas.

Baja dureza lo que lleva a una mala resistencia al desgaste. Los aluminios se pueden dividir en dos grupos de importancia:

Aleaciones para forja: Se conforman mediante deformacin plstica y sus propiedades quedan determinadas por el endurecimiento por deformacin, endurecimiento por solucin slida, el cual es limitado por la temperatura de solubilidad de los elementos aleantes, y control del tamao de grano.

Aleaciones para fundicin: Las ms comunes contienen Silicio y sus propiedades se controlan mediante el endurecimiento por solucin slida, endurecimiento por dispersin y la solidificacin lo cual controla el tamao y forma del grano.

Dentro de cada grupo principal se pueden dividir las aleaciones en dos grandes grupos:

Tratables trmicamente

No tratables trmicamente Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes:

Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecnica cuando est combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.

Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecnicas pero reduce la resistencia a la corrosin.


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Hierro (Fe). Incrementa la resistencia mecnica. Magnesio (Mg) Tiene alta resistencia tras el conformado en fro. Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecnicas y reduce la calidad

de embuticin.

Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecnica. Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecnica. Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosin.

Aleaciones de Cobre Desde el punto de vista fsico, el cobre puro posee muy bajo lmite elstico y

una dureza escasa. El cobre no aleado se usa en abundancia por su conductividad elctrica, resistencia a la corrosin, buen procesado y costo relativamente bajo. En cambio, unido en aleacin con otros elementos adquiere caractersticas mecnicas muy superiores. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de cuyas composiciones dependen las caractersticas tcnicas que se obtienen, por lo que se utilizan en multitud de objetos con aplicaciones tcnicas muy diversas. El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr y otros en menor cuanta.

Las aleaciones de cobre poseen diversas propiedades importantes: Conductividad Elctrica Conductividad Trmica Resistencia a la corrosin Alta ductilidad y formabilidad

Latn El latn, tambin conocido como cuzin, es una aleacin de cobre, zinc (Zn) y, en menor proporcin, otros metales. Se obtiene mediante la fusin de sus componentes en un crisol o mediante la fusin y reduccin de menas sulfurosas en un horno de reverbero o de cubilote. En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene


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siempre inferior a 50%. Su composicin influye en las caractersticas mecnicas, la fusibilidad y la capacidad de conformacin por fundicin, forja y mecanizado. En fro, los lingotes obtenidos se deforman plsticamente produciendo lminas de diferentes espesores, varillas o se cortan en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su densidad depende de su composicin y generalmente ronda entre 8,4 g/cm3 y 8,7 g/cm3.

El latn es ms duro que el cobre, pero fcil de mecanizar, grabar y fundir, es resistente a la oxidacin, a las condiciones salinas y es dctil, por lo que puede laminarse en planchas finas. Su maleabilidad vara segn la composicin y la temperatura, y es distinta si se mezcla con otros metales, incluso en cantidades mnimas.

Bronce

Las aleaciones en cuya composicin predominan el cobre y el estao (Sn) se conocen con el nombre de bronce y son conocidas desde la antigedad. Hay muchos tipos de bronces que contienen adems otros elementos como aluminio, berilio, cromo o silicio. El porcentaje de estao en estas aleaciones est comprendido entre el 2 y el 22%. Son de color amarillento y las piezas fundidas de bronce son de mejor calidad que las de latn, pero son ms difciles de mecanizar y ms caras. El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en bateras elctricas y en la fabricacin de vlvulas, tuberas y uniones de fontanera. Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes, como cojinetes y descansos, discos de friccin; y otras aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosin como rodetes de turbinas o vlvulas de bombas, entre otros elementos de mquinas. En algunas aplicaciones elctricas es utilizado en resortes.

Alpaca Las alpacas o platas alemanas son aleaciones de cobre, nquel (Ni) y cinc (Zn). En una proporcin de 50-70% de cobre, 13-25% de nquel, y del 13-25% de zinc.[21] Sus propiedades varan de forma continua en funcin de la proporcin de estos elementos


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en su composicin, pasando de un mximos de dureza a mnimos de conductividad Estas aleaciones tienen la propiedad de rechazar los organismos marinos (antifouling). Si a estas aleaciones de cobre-nquel-cinc, se les aaden pequeas cantidades de aluminio o hierro, constituyen aleaciones que se caracterizan por su resistencia a la corrosin marina, por lo que se utilizan ampliamente en la

construccin naval, principalmente en los condensadores y tuberas, as como en la fabricacin de monedas y de resistencias elctricas.[22] Con las aleaciones de cobre-nquel-cinc se consigue una buena resistencia a la corrosin y buenas cualidades mecnicas. Por esas propiedades se utilizan principalmente para la fabricacin de material de telecomunicaciones, piezas para instrumentos, artculos de grifera y accesorios de tubera de buena calidad, en la industria elctrica, para artculos de ferretera y de ornamentacin y artculos utilizados en la fabricacin de construcciones metlicas, as como para diversos aparatos de las industrias qumicas y alimentarias. Algunas calidades de alpaca se utilizan tambin para fabricar vajillas y artculos de orfebrera de mesa, entre otros.

Aleaciones de Titanio Entre sus propiedades destacan:

Excelente resistencia a la corrosin Resistencia Mecnica Especfica Alta

Buenas propiedades a altas temperaturas Excelentes propiedades mecnicas Comercial y tcnicamente existen muchas aleaciones de titanio porque no hay una

norma muy rgida sobre las mismas. Sin embargo las aleaciones ms conocidas son las siguientes y se conocen por el grado que tienen. Las especificaciones ASTM (American Society for Testing and Materials) ofrecen un sistema prctico de identificacin de las diferentes presentaciones del titanio. Los ms utilizados son los siguientes:

Ti grado 1, 2, 3 integran el llamado titanio puro comercial con una


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composicin superior al 99% de Ti.

Ti grado 5 y 9 son aleaciones de buena resistencia contra la corrosin y nivel medio de resistencia mecnica.

Ti grado 7, 11 y 12 representan aleaciones de mayor resistencia a la corrosin.

Referencias

Askeland, D. (2005), Ciencia e Ingeniera de Materiales, Ed. Thomson Avner, S. (1992), Introduccin a la metalurgia fsica. Ed. Mc. Graw-Hill., Callister W. (1998), Ciencia e Ingeniera de los Materiales. Editorial Revert Flinn R. y Trojan P. (1979), Materiales de Ingeniera y sus aplicaciones. Ed. Mc

Graw-Hill

Shackelford, J. (1995), Ciencia de Materiales para Ingenieros. Ed. Prentice Hall Hispanoamericana.

Cronograma

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

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Semana 5: Evaluacin Formativa y Sumativa 10%

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