Programa de Ingeniería y Tecnología






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fecha de publicación22.08.2016
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Universidad Nacional Experimental “Rafael María Baralt”

Programa de Ingeniería y Tecnología

Proyecto de Ingeniería en Mantenimiento Mecánico

Asignatura: Materiales para Ingeniería
GUÍA DE ESTUDIO 2. TRATAMIENTOS TÉRMICOS /ACEROS


TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Son operaciones que consisten en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita, generalmente entre los 750 y 850 ºC, y después enfriarlo con rapidez sumergiéndolo en agua o aceite. Estos tratamientos de endurecimiento, que forman martensita, crean grandes tensiones internas en el metal, que se eliminan al volver a calentar el acero hasta una temperatura menor (temple o revenido). El objetivo fundamental del proceso de tratamiento térmico es controlar la cantidad, tamaño, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, que a su vez determinan las propiedades físicas del acero.

Todo tratamiento térmico se desarrolla en tres fases:

  1. Calentamiento hasta la temperatura máxima. Esta fase teóricamente tiene como principal objetivo, la transformación de toda la masa del acero en austenita. La temperatura máxima de calentamiento depende del contenido del carbono del metal y del tipo de tratamiento térmico a realizar, generalmente se obtiene a través de las tablas estándares de los aceros, o utilizando el diagrama de Hierro-Carbono (Fe-C).

  2. Permanencia en la temperatura máxima. esta fase depende más que todo del espesor o diámetro de La pieza sometida a tratamiento térmico. Su objetivo principal es permitir calentamiento hasta el núcleo de la muestra. El tiempo de permanencia es contado a partir del momento que culmina el calentamiento.

  3. Enfriamiento desde la temperatura máxima hasta la temperatura ambiente. Aquí se produce la transformación de austenita en martensita u otros constituyentes.

Para el enfriamiento de la pieza se pueden utilizar varios medios, puede hacerse al aire libre, con agua, aceite o soluciones especiales, dependiendo de las condiciones requeridas.

Factores que Influyen en la Aplicación de los Tratamientos Térmicos
Los tratamientos térmicos pueden implicar diversas incidencias, a veces indeseables, de los cuales las más habituales son:

  • Sobrecalentamiento. Calentamiento efectuado en condiciones de temperatura, duración o ambas, que dan lugar a un crecimiento anormal del grano con excesiva alteración de sus bordes, generalmente acompañada de una degradación de las propiedades mecánicas.

  • Quemado. Calentamiento efectuado en condiciones excesivas de temperatura, duración o ambas, que ha dado lugar a una alteración tan pronunciada de los bordes de los granos que no es posible la regeneración del metal mediante un tratamiento térmico o mecánico.

  • Descarburación. Fenómeno caracterizado por la pérdida de carbono en la superficie de la aleación ferrosa, como resultado de calentar en un medio que reacciona con el oxígeno presente en la superficie. En este defecto el carbono de las capas interiores se difunde hacia el exterior tratando de reemplazar el carbono perdido en la superficie, originando variación en la composición del acero, en espesor relativamente grande. Se produce frecuentemente en los tratamientos a temperaturas elevadas y sobre todo en los aceros de alto contenido de carbono y en los aceros para herramientas.

Por otra parte, es necesario señalar que los tratamientos térmicos, solo podrán aplicarse a metales y aleaciones que experimenten transformaciones constitucionales durante el proceso de calentamiento y enfriamiento, ya que si éstos no son susceptibles a dichas variaciones no tiene objeto su aplicación.

Temple

Tratamiento térmico que consiste en enfriar muy rápidamente la mezcla austenítica homogénea que se obtiene después de calentar el acero, con éste enfriamiento rápido se consigue un aumento de dureza y resistencia mecánica del acero, dando como resultado final una mezcla martensítica.

Factores que influyen en el temple

Existen varios factores que influyen en la realización de este tratamiento térmico como lo son:

  • Composición del acero, la cual afecta el endurecimiento del acero. El endurecimiento puede ser ocasionado:

En primer lugar, por la temperatura mínima a la que puede obtenerse el endurecimiento máximo por temple, el cual varía con el porcentaje de carbono del acero. A menor contenido de carbono, mayor será la temperatura mínima para alcanzar la dureza.

En segundo lugar, la dureza máxima conseguida, siendo mayor cuanto más alto es el porcentaje de carbono. Este porcentaje determina la velocidad crítica de temple y a medida que este porcentaje aumenta la velocidad crítica de temple disminuirá.

En este sentido, los elementos aleantes incorporados al acero no tienen mucha influencia en la dureza máxima, pero la presencia de cantidades notables de estos elementos eleva o disminuye ligeramente la dureza máxima alcanzable; además, la velocidad crítica de temple disminuye al aumentar el contenido de estos elementos.

  • Tamaño de grano. El tamaño de los cristales modifica la velocidad crítica del temple. En aceros de la misma composición, la velocidad de temple de los aceros de granos gruesos es menor que la velocidad crítica de temple de los aceros de granos finos, además en los aceros de grano grueso se retrasa el comienzo y el fin de la transformación martensítica más que en los aceros de grano fino, por lo que, los aceros de grano grueso se endurecen generalmente en profundidad de una manera homogénea en toda la pieza, mientras que en piezas similares de acero de granos finos, se muestran a menudo, puntos más blandos. Los aceros de grano grueso son más propensos a la rotura y tienen tendencia a la fragilidad, mientras que los aceros de grano grueso fino raramente se rompen y son generalmente más frágiles cuando se templan.

  • Forma y dimensión de la pieza. Las dimensiones de la pieza influyen notablemente en el proceso de temple y es por ello que se realizan consideraciones sobre los procesos de temple en piezas de poco espesor y piezas de gran espesor. En las piezas de poco espesor, la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior de la pieza es muy pequeña en el proceso de calentamiento y se enfría más rápidamente, el cual es suficiente para endurecer las piezas. En las piezas de gran espesor, cuando se realiza el temple hay una diferencia notable entre la temperatura del exterior y el interior de la pieza.

El interior se calienta más lentamente debido a que el calor no se transmite directamente al interior sino a través del espesor de la pieza; necesitando esta transmisión un tiempo determinado, además el enfriamiento en el interior de la pieza es más lento, puesto que el calor es eliminado en esta zona, no por contacto directo con el líquido, sino por conducción a través del material de la pieza hacia la superficie y desde ella al medio de enfriamiento. Por esta razón, la zona interna de una pieza grande (que se enfría más lentamente) es mas blanda que la zona externa.

  • Medio de enfriamiento. Es uno de los factores que deciden la velocidad de enfriamiento de la pieza de acero en los tratamientos térmicos. Si la velocidad de temple es excesivamente grande, se corre el riesgo de que se produzcan grietas y tensiones debido al desigual enfriamiento de la pieza, entre la periferia y el interior de ella, ya que la periferia se enfría rápidamente, mientras que el interior se encuentra todavía a elevada temperatura. En los enfriamientos lentos, en cambio, la temperatura es más uniforme en toda la masa de la pieza y son menos frecuentes las grietas y deformaciones.

Las mayores velocidades se consiguen con el enfriamiento en agua salada muy agitada, y las menores se obtienen con el enfriamiento en aceite, en sales al aire libre y otros, se consiguen velocidades intermedias. Para obtener buenos resultados en el temple es necesario utilizar el medio de enfriamiento menos energético que sea capaz de comunicar al acero una velocidad de enfriamiento superior a la crítica, sin correr el riesgo de que se produzcan grietas, roturas o deformaciones en la pieza. Para esta selección se parte de las características requeridas de dureza y profundidad de temple.

Revenido
El revenido es un tratamiento térmico complementario del temple y se aplica por lo tanto a los metales templados. Con este tratamiento se consigue mejorar la tenacidad de las piezas templadas a costa de disminuir su dureza.

La temperatura de calentamiento es inferior a la de temple y cuanto más se acerca a ésta y mayor es la permanencia a la temperatura máxima, mayor es la disminución de la dureza y la mejora de tenacidad.

En resumen, con el revenido se disminuye la dureza, la resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad.

Factores que Influyen en el Revenido

Los principales factores que influyen en el revenido son:

  • El estado inicial de la pieza templada.

  • La temperatura del revenido

  • El tiempo de permanencia

  • Las dimensiones de la pieza templada

En este orden de ideas, es necesario destacar que la velocidad de enfriamiento no tiene influencia teóricamente en los efectos del revenido.

Temperaturas para el Revenido

La temperatura del revenido varia entre 400°-600°C según el uso posterior del metal. Para aceros de herramientas el revenido se hace de 150°- 200°C, para conservar la dureza.

Tiempo de Permanencia para el Revenido

Para el tiempo de permanencia de la probeta o pieza dentro del horno se debe tomar en cuenta, que la mayor variación de dureza se produce durante la primera media hora y para temperaturas de revenido elevadas es muy rápida durante los primeros 10 segundos, es por ello que hay una duración limitada del revenido la cual no debe exceder mas de una hora. Esta condición es para piezas de pequeñas dimensiones.
En piezas de gran magnitud el tiempo de revenido debe ser de 1 a 2 horas por pulgada de espesor y se cuenta desde el mismo momento en que se carga el horno precalentado.

Condiciones de Enfriamiento para el Revenido

Para el proceso de enfriamiento del revenido, luego de transcurrido el tiempo de permanencia, se extrae la probeta o pieza del horno y se coloca sobre un mesón de ladrillos refractarios dejándola enfriar al aire libre, hasta llegar a la temperatura ambiente.

Recocido

Consiste primordialmente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800 a 925°C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras se disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
Es la primera operación a realizar en un tratamiento térmico ya que subsana defectos de los procesos de fabricación del acero, como la colada, la forja, entre otras, y prepara el metal para las operaciones mecánicas siguientes como el mecanizado, extrusión, entre otras.

En resumen, el objeto de este tratamiento es ablandar el acero, homogenizar su estructura y composición química y aumentar su ductilidad. Con el ablandamiento del material que se consigue al poner en equilibrio la estructura cristalina que se había deformado por el frío, por tratamientos térmicos o por la mecanización de la pieza.

Se presentan cuatro formas:

  • Recocido de regeneración: Cuando después de la forja o laminación se desea mecanizar en las mejores condiciones posibles los aceros con porcentajes de carbono variables de 0.35 a 0.60%.

  • Recocido de ablandamiento: En algunos casos en que interesa disminuir la dureza de los aceros al carbono.

  • Recocidos contra acritud: Se emplea para aceros de bajo contenido en carbono (inferior a 0.30%) que han sufrido un fuerte trabajo en frío por laminado o estirado y en los que la dureza ha aumentado por deformación de los cristales, habiéndose disminuido al mismo tiempo la ductilidad y el alargamiento hasta limites tan bajos que no se puede seguir el proceso mecánico de transformación en frío porque se rompe el acero.

  • Recocido globular: En algunos casos excepcionales en que se interesa que los aceros queden con estructuras globulares debe calentarse durante largo tiempo el acero a temperaturas entre 700º a 740ºC y luego enfriar lentamente. De esta forma el material tiene una extraordinaria ductilidad

Normalizado
Tratamiento térmico que se lleva a cabo al calentar aproximadamente a 20°C por encima de la línea de temperatura crítica superior seguida de un enfriamiento al aíre hasta la temperatura ambiente. Con esto se consigue un acero más duro y resistente al obtenido con un enfriamiento más lento, en un horno después de un recocido. Este tratamiento se utiliza tanto para piezas fundidas, forjadas o mecanizadas, y sirve para afinar la estructura y eliminar las tensiones que suelen aparecer en la solidificación, forja, entre otras.

La velocidad de enfriamiento del normalizado es más rápida que en el recocido, además de ser un tratamiento típico para los aceros al carbono de construcción de 0.15% a 0.40% de carbono, donde las temperaturas normales del normalizado varían según el porcentaje de carbono, que van desde los 840° a 935°C, cuando la composición es desde 0.50% a 0.10% de carbono.

TRATAMIENTOS TERMO QUÍMICOS DEL ACERO

Estos tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas tratadas. Consiste en modificar la composición química de la superficie de una pieza, introduciéndole ciertos elementos mediante el proceso de difusión.

Entre los tratamientos termoquímicos se tiene:

  • Cementación.  Mediante este tratamiento se producen cambios,  en la composición química del acero. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se busca es aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.

La cementación consiste en el calentamiento de las piezas a unos 900 ºC en un medio en el que el carbono penetre en la superficie del acero en función del tiempo.

  • Nitruración.  Este tratamiento Termoquímico busca endurecer superficialmente un acero con nitrógeno, calentándolo a temperaturas comprendidas entre 400-525ºC, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.

  • Sulfinización. Tratamiento termoquímico para crear una capa superficial rica en azufre (S), nitrógeno (N) y carbono (C), en un producto siderúrgico. Así se favorece la lubricación, la resistencia al desgaste y se evita el entumecimiento.

  • Carbonitruración. Consiste en la difusión de carbono y nitrógeno, es un tratamiento térmico muy frecuente debido a sus numerosas ventajas. Dicho tratamiento se realiza en las mismas condiciones que la cementación ya sea en baño de sales de una composición determinada o en atmósfera gaseosa con adición de nitrógeno por medio de la disociación de amoniaco.

ACERO

Es un metal formado a base de hierro y aleado con carbono en una proporción entre el 0,03% y el 2%. Entre los de uso más se encuentra el acero dulce caracterizado por ser muy maleable (con gran capacidad de deformación) y tener una concentración de carbono inferior al 0,2%. Por encima de esta proporción de carbono, el acero se vuelve más duro,  pero más frágil.

En este sentido, es necesario señalar que el aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tensión, incrementa su resistencia a la fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

Clasificación de los aceros

  1. Aceros de construcción

Son los aceros que se utilizan para la fabricación de piezas, órganos o elementos de máquinas, motores, instalaciones, carriles, vehículos, entre otros. Entre ellos se tienen:

  • Aceros al carbono que se usan en bruto de laminación para construcciones metálicas y para piezas de maquinaria en general.

  • Aceros de baja aleación y alto límite elástico para grandes construcciones metálicas, puentes, torres, entre otros.

  • Aceros de fácil mecanización en tornos automáticos.

Los aceros de construcción generalmente empleados en la fabricación de piezas, órganos o elementos de maquinas y de construcción de instalaciones, se caracterizan por presentar ciertas propiedades de orden mecánico, como la resistencia a la tracción, tenacidad, resistencia a la fatiga y alargamiento

Aceros ordinarios al carbono utilizados en bruto de forja o laminación. Se incluyen los aceros cuyas propiedades dependen principalmente del porcentaje de carbono que contienen. Se emplean en grandes cantidades para la construcción de estructuras metálicas de edificios, para elementos y piezas de maquinaria, motores, ferrocarriles, entre otros, y su contenido de carbono suele variar desde 0.03 a 0.70%. Además siempre contienen pequeñas cantidades de manganeso y silicio que se emplean como elementos auxiliares en los procesos de fabricación, fósforo y azufre que son impurezas perjudiciales que provienen de las materias primas (lingotes, chatarra, combustibles y minerales).

En general los aceros ordinarios contienen: Mn < 0.90% , Si < 0.50%, P < 0.10%, S < 0.10%

De acuerdo con las propiedades mecánicas, se establecen una serie de grupos de aceros ordenados por su resistencia a la tracción o tensión.

Cuando se desean resistencias de 38 a 55 Kg/mm2 se emplean aceros en bruto de forja o laminación. Para resistencias de 55 a 80 Kg/mm2 se emplean unas veces los aceros al carbono en bruto de forja y laminación, y otras veces se emplean los aceros al carbono tratados (templados y revenidos), para resistencias superiores a 80 Kg/mm2 se suelen emplear aceros tratados térmicamente.

  1. Aceros de bajo contenido de carbono

Estos aceros se caracterizan por contener menos del 0.25% C, y no adquirir dureza sensible con un temple. Además Su resistencia media en estado normalizado varía de 35 a 53 Kg/mm2 y los alargamientos de 33 a 23%.

Influencia de elementos extraños en las características mecánicas de los aceros de bajo contenido en carbono

La presencia de fósforo y azufre, salvo en muy pocas ocasiones, es perjudicial para la calidad de los aceros, procurándose eliminar esos elementos en los procesos de fabricación. En general se recomienda que en los aceros ordinarios el contenido de cada uno de esos elementos no pase del 0.06%, y en los aceros de calidad se suele exigir porcentajes de fósforo y azufre inferiores a 0.03%.

El azufre cuando se presenta como sulfuro de hierro, provoca durante los procesos de forja o laminación del acero poca resistencia y a veces se agrieta por iniciarse la fusión de éste, que se encuentra en el acero en forma de retícula en la microestructura del acero. Por el contrario cuando aparece como sulfuro de manganeso, tiene una temperatura de fusión muy elevada, y no da paso a la fragilidad en caliente; en ambos casos el alargamiento y la resistencia del acero queda muy disminuido.

El fósforo se encuentra siempre disuelto en los granos de ferrita a los que comunica gran fragilidad.

  1. Aceros al carbono para cementación

En esta categoría se encuentran:

  • Acero 1010. Acero muy tenaz, para piezas de pequeño tamaño y forma sencilla, en las cuales no sean necesarios altos valores de resistencia mecánica (bujes, pasadores, otros).

Se utilizan con temple directo en agua, y en estado normalizado o como laminado sirve para piezas embutidas o estampadas en frío.

  • Acero 1015. Utilizado para construcciones mecánicas de baja resistencia.
    Tiene los mismos usos del 1010 pero se prefiere cuando se necesita un corazón (centro) más duro y tenaz.

  • Acero 1022. Caracterizado por poseer mejor resistencia en el núcleo que el 1015. Entre su usos esta para la fabricación de partes de vehículos y maquinarias que no sean sometidas a grandes esfuerzos mecánicos.

Aceros al carbono de temple y revenido

  • Acero 1020. Esta clase de acero puede ser empleado en piezas que no estén sometidas a fuertes esfuerzos mecánicos. Considerando la escasa penetración de temple que tiene, generalmente se usa en estado normalizado.

Sin embargo, puede emplearse en estado templado y revenido para piezas de pequeño espesor. Puede ser cementado cuando se requieren en el núcleo propiedades mecanizas más altas de las que pueden obtenerse con el tipo 1015 en cuyo caso se aplican las mismas normas de cementación que las especificadas para este acero.

  • Acero 1030. Acero para temple y revenido para los más amplios usos, tales como ejes, árboles y todas aquellas piezas que no estén sometidas a fuertes esfuerzos mecánicos.

Como no tiene gran penetración de temple, este tipo de acero es aconsejable solamente para piezas templadas y revenidas de tamaño pequeño.

  • Acero 1040. La templabilidad de este acero es mejor que la de los dos anteriores; se usa para piezas de máquinas de pequeño y mediano espesor y sirve para piezas que deban ser templadas a inducción, o con soplete.

  • Acero 1045. Es un acero muy apropiado para piezas de pequeño tamaño que deban templarse a inducción, obteniéndose una dureza superficial de 54-56 Rc.
    Se emplean para herramientas forjadas de todo tipo, como: hachas, azadones, rastrillos, picas, martillos de varios usos, porras, etc.

  • Acero 1050. Gracias a la buena penetración de temple que tiene este acero, es apto para piezas de máquinas que deban soportar esfuerzos altos, longitudinales y transversales, pero sin impactos continuos. En caso de piezas de pequeño espesor es preferible el temple en aceite; para las piezas de mayor espesor y forma sencilla, en agua.

  • Acero 1055. Tiene más o menos los mismos usos del 1050. Sirve para fabricar pasadores que deban soportar esfuerzos muy elevados. En este caso se pueden templar las piezas por inducción.

Uno de los usos de este tipo de acero es para fabricar herramientas agrícolas que deban tener más resistencias que las fabricadas con acero 1045.

  • Acero 1060. Como acero de construcción tiene los mismos usos que el 1055, pero para piezas que deban tener una resistencia mecánica más elevada.
    Sirve para elaborar herramientas de trabajos plásticos, madera y materiales no ferrosos (latan, bronce, entre otros).

Este acero tiene una buena penetración de temple, aún en piezas de tamaño medio y con temple en aceite. Con temple de inducción y con temple al soplete se pueden obtener buenos resultados en piezas de no muy alta resistencia mecánica que sean sometidos a desgaste. Este acero puede ser también usado para resortes.

  • Acero 1070. Utilizado como acero de construcción para todo tipo de piezas que requieran alta resistencia y que sean sometidas a fuertes esfuerzos mecánicos, por ejemplo: partes móviles de molinos y trituradoras y cuchillas para moler materiales blandos. Como acero para resortes sirve para fabricar este tipo de piezas con excelente calidad y con especialidad aquellas de tipo helicoidal.
    Como acero para herramientas para todas las piezas que requieran dureza, tenacidad y resistencia al desgaste.

NOTA: las temperaturas de revenido son:

Como acero de construcción 560ºC/640ºC

Como acero de resortes 420ºC/480ºC

Como acero de herramientas 200ºC/350ºC

  • Acero 1095. Este es el acero al carbono de mayor resistencia, usado para la fabricación de resortes de todos los tipos y para todos los usos. A semejanza de los otros tipos con porcentajes de carbono más bajo, que puede ser también trefilado a través de tratamientos térmicos adecuados, puede emplearse también en frío para la construcción de resortes especiales.

  • Acero 1541(0.36-0.44% de C). Utilizados para partes que deban tener un límite de fluencia alto y fuerte resistencia al desgaste. Particularmente apto para forjar, por ejemplo: herramientas agrícolas y de mano.

Se usan también para fabricar tortillería de alta resistencia y es uno de los aceros más apropiados para la fabricación de grapas automotores.

  1. Aceros Inoxidables

Grupo de Aleaciones no ferrosas que contienen al menos 12 % de cromo proporcionando extraordinaria resistencia a la corrosión (se forma una capa recubridora en el material), siendo su principal atributo.

El extenso rango de propiedades y características secundarias, presentes en los aceros inoxidables hacen de ellos un grupo de aceros muy versátiles y su selección puede realizarse de acuerdo con sus características:

  • Resistencia a la corrosión y a la oxidación a temperaturas elevadas

  • Propiedades mecánicas del acero

  • Características de los procesos de transformación a que será sometido.

  • Costo total (reposición y mantenimiento)

  • Disponibilidad del acero.

Igualmente, los aceros inoxidables tienen una resistencia a la corrosión natural que se forma automáticamente, es decir no se adiciona. Tienen una gran resistencia mecánica, de al menos dos veces la del acero al carbono, son resistentes a temperaturas elevadas y a temperaturas criógenicas. Son fáciles de transformar en gran variedad de productos y tiene una apariencia estética, que puede variarse sometiendo el acero a diferentes tratamientos superficiales para obtener acabado a espejo, satinado, coloreado, texturizado, otros.

Tipos de aceros inoxidables

Los aceros inoxidables no son indestructibles, sin embargo con una selección cuidadosa, sometiéndolos a procesos de transformación adecuados y realizando una limpieza periódica, algún integrante de la familia de los aceros inoxidables resistirá las condiciones corrosivas y de servicio más severas.

  • Aceros Inoxidables Martensíticos (Serie 400). Son la primera rama de los aceros inoxidables, llamados simplemente al Cromo y fueron los primeros desarrollados industrialmente (aplicados en cuchillería). Tienen un contenido de Carbono relativamente alto de 0.2 a 1.2% y de Cromo de 12 a 18%.
    Los tipos más comunes son el AISI 410, 420 y 431. Las propiedades básicas son: Elevada dureza (se puede incrementar por tratamiento térmico) y gran facilidad de maquinado, resistencia a la corrosión moderada.

Principales aplicaciones: Ejes, flechas, instrumental quirúrgico y cuchillería.

  • Aceros Inoxidables Ferríticos (Serie 400). También se consideran simplemente al Cromo, su contenido varia de 12 a 18%, pero el contenido de Carbono es bajo <0.2%. Los tipos más comunes son el AISI 430, 409 y 434
    Las propiedades básicas son: Buena resistencia a la corrosión. La dureza no es muy alta y no pueden incrementarla por tratamiento térmico. Principales aplicaciones: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones arquitectónicas y decorativas.

  • Los Aceros Inoxidables Austeníticos (Serie 300). Son los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se obtienen agregando Níquel a la aleación, por lo que la estructura cristalina del material se transforma en austenita y de aquí adquieren el nombre. El contenido de Cromo varía de 16 a 28%, el de Níquel de 3.5 a 22% y el de Molibdeno 1.5 a 6%.

Los tipos más comunes son el AISI 304, 304L, 316, 316L, 310 y 317.
Las propiedades básicas son: Excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de higiene - limpieza, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, no se endurecen por tratamiento térmico, se pueden utilizar tanto a temperaturas criogénicas como a elevadas temperaturas.

Principales aplicaciones: Utensilios y equipo para uso doméstico, hospitalario y en la industria alimentaría, tanques, tuberías, entre otros.

Algunos usos de los aceros inoxidables

Los aceros inoxidables ofrecen resistencia a la corrosión, una adecuada relación resistencia mecánica - peso, propiedades higiénicas, resistencia a temperaturas elevadas y criogénicas y valor a largo plazo. Son totalmente reciclables y amigables con el medio ambiente.

Los aceros inoxidables son ampliamente utilizados en varios sectores, desde la más sofisticada aplicación industrial hasta los utensilios domésticos. Contribuyen, de manera indirecta, a satisfacer las necesidades humanas básicas tales como alimentación, salud, construcción, medio ambiente, transporte y energía.

Algunos ejemplos de productos fabricados con aceros inoxidables son los equipos de procesos químicos y petroquímicos, equipos de proceso de alimentos y bebidas, equipos farmacéuticos, cámaras de combustión, sistemas de escape y filtros automotrices, vagones de ferrocarril, aplicaciones arquitectónicas y estructurales, mobiliario urbano, paneles de aislamiento térmico, intercambiadores de calor, tanques y recipientes, barriles de cerveza, instrumentos quirúrgicos, agujas hipodérmicas, monedas, tarjas, ollas y sartenes, cubiertos, lavadoras, lavavajillas y utensilios de cocina.

En la industria química y petroquímica, los aceros inoxidables ofrecen elevada resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas así como un bajo costo de mantenimiento. En la industria de alimentos y bebidas y en la industria farmacéutica, proveen excelentes condiciones de higiene además de su resistencia a la corrosión y duración a largo plazo.

ACEROS PARA HERRAMIENTAS

En este grupo se incluyen todos los aceros que normalmente se emplean para la fabricación de útiles o herramientas destinados a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los materiales por cortadura, por presión o por arranque de viruta.

Los aceros de herramientas tienen generalmente un contenido en carbono superior a 0.30%, aunque a veces también se usan para la fabricación de ciertas herramientas, aceros de bajo contenido en carbono (0.1 a 0.30%).

Principales tipos de aceros de herramientas

  • Aceros al carbono. Empleados para la fabricación de herramientas para los usos más diversos, se emplean aceros sin elementos de aleación con porcentajes de carbono variables de 0.50 a 1.40%. para herramientas que deban tener gran tenacidad como martillos y picas; se emplean medios contenidos en carbono 0.50 a 0.70%. para herramientas de corte como brocas, cuchillas, y limas; calidades intermedias de 0.70 a 1%. Para conseguir en cada caso la máxima dureza, deben ser templados en agua.

  • Aceros rápidos. Caracterizados fundamentalmente por conservar su filo en caliente, pudiéndose trabajar con las herramientas casi al rojo (600º) sin disminuir su rendimiento. Algunas composiciones típicas de los aceros rápidos son: C = 0.75%, W = 18%, Cr = 4% y V = 1%; otra C = 0.75%, W = 18%, Co = 4% y V = 1.25%.

  • Aceros indeformables. Reciben este nombre los aceros que en el temple no sufren casi deformaciones y con frecuencia después del temple y revenido quedan con dimensiones prácticamente idénticas a las que tenían antes del tratamiento. Esto se consigue empleando principalmente el cromo y el manganeso como elementos de aleación. Estos aceros templan con un simple enfriamiento al aire o en aceite. Composiciones típicas: C = 2% y Cr = 12%; C = 1% y Cr = 5% y otra C = 1% y Mn = 1%.

  • Aceros al corte no rápidos. En esta clasificación se agrupan varios aceros aleados, principalmente con cromo y wolframio, empleados para la fabricación de herramientas de corte que no deben trabajar en condiciones muy forzadas. Pueden considerarse como unas calidades intermedias entre los aceros rápidos y los aceros al carbono, y la mayoría de herramientas fabricadas con ellos suelen quedar con durezas comprendidas entre 60 y 66 Rockwell-C.

FUNDICIONES

Grupo de aleaciones ferrosas que contienen hierro-carbono-silicio que por lo general contiene entre 2% y 4% de carbono y 0.5% y 3% de silicio, caracterizadas por experimentar la reacción eutéctica durante el proceso de solidificación.

Tipos de fundiciones

  • Fundición Blanca. Hierro fundido que produce grandes cantidad de cementita en lugar de grafito durante la solidificación. Las fundiciones blancas son muy duras y frágiles, son difícil de mecanizar

  • Fundición Dúctil. Hierro fundido tratado con manganesio y cerio para producir la precipitación del grafito en esferas durante la solidificación, lo que permite excelente resistencia y ductilidad. Recibe el nombre de fundición nodular.

  • Fundición Gris. Fundición que durante la solidificación permite el crecimiento de las hojuelas de grafito causando una baja resistencia y escasa ductilidad.

  • Fundición Maleable. Hierro colado obtenido mediante un prolongado tratamiento térmico, durante el cual la cementita se descompone para producir aglomerados de grafito.






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