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Distintos tipos de Fundiciones, aceros y sus aleaciones.

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by Nahuel Umedez on 4 October 2012

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Transcript of Distintos tipos de Fundiciones, aceros y sus aleaciones.

Trabajo practico Nº1 Conocimiento de Materiales Distintos tipos de fundiciones, aceros y
sus aleaciones Fundiciones SAE clasifica los aceros en: al carbono, de media aleación, aleados, inoxidables, de alta resistencia, de herramientas, etc. Clasificación de aceros
según normas SAE. Las fundiciones son aleaciones de hierro-carbono donde el contenido de carbono varia etre 2'14% y 6'67% (aunque estos porcentajes no son completamente rígidos).
Además del carbono, las fundiciones puden tener otros elementos(cromo, cobre, molibdeno etc.) que las confieren propiedades distintas. Fundición Blanca Fundición Gris Fundición Maleable Fundición Nodular Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutécticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son análogas a las de la aleación de 2,5 % de carbono.
Aplicaciones: Es usada en casos en que la resistencia al desgaste es lo más importante y la aplicación a la cual está destinada no requiere buena ductilidad ni maleabilidad como es el caso de las camisas para mezcladoras de cemento, bolas de trituración para acería. La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza con mayor facilidad si el contenido de carbono es elevado, las temperaturas elevadas y si la cantidad de elementos grafitizantes presentes, especialmente el silicio, es la adecuada.
Aplicaciones: Estas fundiciones amortiguan de forma óptima las vibraciones y en un mayor grado que los aceros, por lo que en sistemas de transmisión de potencia y mecanismos son muy utilizadas. A la temperatura de colada tienen mucha fluidez por lo que permite moldear piezas de formas complejas. Es además, uno de los materiales metálicos más baratos. Se utiliza en bloque de motores, tambores de freno, cilindros y pistones de motores. La tendencia que presenta la cementita a dejar en libertad carbono, constituye la base dela fabricación de la fundición maleable. La reacción de descomposición se ve favorecida por las altas temperaturas, por la presencia de impurezas sólidas no metálicas, por contenidos de carbono más elevados y por la existencia de elementos que ayudan a la descomposición del Fe3C.
Aplicaciones: Se suele emplear en tubos de dirección y engranajes de transmisión, muelles tubulares y partes de válvulas. La fundición nodular se diferencia de la fundición maleable en que normalmente se obtiene directamente en bruto de fusión sin necesidad de tratamiento térmico posterior. Además los nódulos presentan una forma más esférica que los aglomerados de grafito,más o menos irregulares, que aparecen en la fundición maleable.Aplicaciones: Presenta una mayor resistencia a la tracción que la fundición gris y se suele utilizar para la fabricación de válvulas y engranajes de alta resistencia, cuerpos de bomba, cigüeñales y pistones. Se diferencia de la maleable porque generalmente se obtiene como resultado de la solidificación y no requiere tratamiento térmico. Las fundiciones no son buenas conductoras de la electricidad y el calor.
Propiedades:
•Buena resistencia a la compresión.•Baja resistencia a la tracción.•Resistencia a las vibraciones.•Fragilidad.•Moldeabilidad en caliente.•Resistencia al desgaste. ACEROS AL CARBONO
Aceros de muy bajo % de carbono (desde SAE 1005 a 1015)
Aceros de bajo % de carbono (desde SAE 1016 a 1030)
Aceros de medio % de carbono (desde SAE 1035 a 1053)
Aceros de alto % de carbono (desde SAE 1055 a 1095) Aceros de media aleación
Aceros al Mn. 15XX Aceros de fácil maquinabilidad o aceros resulfurados
Son aceros de alta maquinabilidad; la presencia de gran cantidad de sulfuros genera viruta pequeña y, al poseer los sulfuros alta plasticidad, actúan como lubricantes internos. No son aptos para soldar, tratamientos térmicos, ni forja debido a su bajo punto de fusión.
11xx y 12xx
Se dividen en tres grupos
GRUPO I (SAE 1110, 1111, 1112, 1113, 12L13, 12L14, y 1215)
GRUPO II (SAE 1108, 1109, 1116, 1117, 1118 y 1119)
GRUPO III (SAE 1132, 1137, 1139, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146 y 1151) Aceros aleados para aplicaciones en construcciones comunes.
Se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento excede uno o más de los siguientes límites: 1,65% de manganeso 0,60% de silicio 0,60% de cobre o cuando hay un % especificado de cromo, níquel, molibdeno, aluminio, cobalto, niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zirconio. Generalmente se los usa tratados térmicamente; el criterio más importante para su selección es normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite.
Al Ni 23XX 25XX
El Ni aumenta la tenacidad de la aleación; pero como no se puede mejorar la templabilidad, debe adicionarse otro elemento aleante (Cr, Mo). Por este motivo prácticamente no se utilizan. La temperatura de transición dúctil-frágil baja de -4ºC para aceros al C hasta -40ºC
Al Cr-Ni 31XX 32XX 33XX 34XX
El conocido en Argentina es el SAE 3115 (1,25 %Ni y 0,60 a 0,80 %Cr). Gran tenacidad y templabilidad; pero el excesivo Ni dificulta la maquinabilidad.
Al Mo 4OXX 44XX
Aumenta levemente la templabilidad. Al Cr-Mo 41XX
Poseen 1,00 %Cr y 0,15 a 0,30 %Mo. Se utilizan para nitrurado, tornillos de alta resistencia, etc.
Al Cr-Ni-Mo 86XX
Poseen 0,40 a 0,70 %Cr, 0,40 a 0,60 %Ni y 0,15 a 0,30 %Mo. Son las aleaciones más usadas por su
buena templabilidad. Por ejemplo:
SAE 8620 para cementación
SAE 8640 para temple y revenido
Al silico—Mn 92XX
Poseen aproximadamente 1,40 %Si y 1,00 %Mn.
Son aceros para resortes; tienen excelente resistencia a la fatiga y templabilidad. (Para resortes menos
exigidos se utiliza el SAE 1070). a) De bajo % de carbono, para cementar
1) De baja templabilidad (series SAE 4000, 5000, 5100, 6100 y 8100) 42) De templabilidad intermedia (series SAE 4300, 4400, 4500, 4600, 4700, 8600 y 8700) 3) De alta templabilidad (series SAE 4800 y 9300). Estos últimos se seleccionan para piezas de grandes espesores y que soportan cargas mayores. Los otros para piezas pequeñas, de modo que en todos los casos el temple se pueda efectuar en aceite. La dureza del núcleo depende del % de C básico y de los elementos aleantes. Esta debe ser mayor cuando se producen elevadas cargas de compresión, de modo de soportar las deformaciones de la capa. Cuando lo esencial es la tenacidad, lo más adecuado es mantener baja la dureza del núcleo. Necesidad de núcleo Acero SAE Baja templabilidad 4012, 4023, 4024, 4027, 4028, 4418, 4419, 4422, 4616, 4617, 4626, 5015, 5115, 5120, 6118 y 8615 Media templabilidad 4032, 4427, 4620, 4621, 4720, 4815, 8617, 8620, 8622 y 8720
Alta templabilidad 4320, 4718, 4817, 4820, 8625, 8627, 8822, 9310, 94B15 y 94B17 b) De alto % de carbono, para temple directo. 1) Contenido de carbono nominal 0,30-0,37 %: pueden templarse en agua para piezas de secciones moderadas o en aceite para las pequeñas. Ejemplos de aplicación: bielas, palancas, puntas de ejes, ejes de transmisión, tornillos, tuercas. Baja templabilidad SAE 1330, 1335, 4037, 4130, 5130, 5132, 5135, y 8630. Media templabilidad SAE 4135, 4137, 8637 y 94B30. 2) Contenido de carbono nominal 0,40-0,42 %: se utilizan para piezas de medio y gran tamaño que requieren alto grado de resistencia y tenacidad. Ejemplos de aplicación: ejes, paliers, etc., y piezas de camiones y aviones. Baja templabilidad SAE 1340, 4047 y 5140. Media templabilidad SAE 4140, 4142, 50B40, 8640, 8642 y 8740. Alta templabilidad SAE 4340. 3) Contenido de carbono nominal 0,45-0,50 %: se utilizan en engranajes y otras piezas que requieran alto dureza, resistencia y tenacidad. Baja templabilidad SAE 5046, 50B44, 50B46 y 5145. Media templabilidad SAE 4145, 5147, 5150, 81B45, 8645 y 8650. Alta templabilidad SAE 4150 y 86B45. 4) Contenido de carbono nominal 0,50-0,60 %: se utilizan para resortes y herramientas manuales. Media templabilidad SAE 50B50, 5060, 50B60, 5150, 5155, 51B60, 6150, 8650, 9254, 9255 y 9260. Alta templabilidad SAE 4161, 8655 y 8660. 5) Contenido de carbono nominal 1,02 %: se utilizan para pistas, bolillas y rodillos de cojinetes y otras aplicaciones en las que se requieren alta dureza y resistencia al desgaste. Comprende tres tipos de acero, cuya templabilidad varía según la cantidad de cromo que contienen. Baja templabilidad SAE 50100 Media templabilidad SAE 51100 Alta templabilidad SAE 52100 Aceros inoxidables
a) Austeníticos AISI 302XX 303XX donde XX no es el porcentaje de C 17-19 % Cr 8-13 % Cr 4-8 % Ni 8-14 % Ni 6-8 % Mn No son duros ni templables, poseen una alta capacidad de deformarse plásticamente. El más ampliamente utilizado es el 304. A esta categoría pertenecen los aceros refractarios (elevada resistencia a altas tempera-turas). Ej: 30330 (35% Ni, 15% Cr) b) Martensíticos AISI 514XX Contienen 11 a 18 % Cr; son templables; para durezas más elevadas se aumenta el % Cr (formación de carburos de Cr). Se usan para cuchillería; tienen excelente resistencia a la corrosión. c) Ferríticos AISI 514XX 515XX Poseen bajo % de C y alto Cr (10-27 %)de manera de reducir el campo y mantener la estructura ferrítica aún a altas temperaturas. Aceros de alta resistencia y baja aleación 9XX donde XX .103 lb/pulg2, es el límite elástico del acero. Ej; SAE 942 Son de bajo % de C; aleados con Va, Nb, N, Ti, en aproximadamente 0,03% c/u, de manera que precipitan carbonitruros de Va, Nb, Ti que elevan el límite elástico entre 30 y 50 %.
Presentan garantía de las propiedades mecánicas y ángulo de plegado. Son de fácil soldabilidad y tenaces. No admiten tratamiento térmico. ACEROS PARA HERRAMIENTAS W: Templables a! agua: no contienen elementos aleantes y son de alto % de carbono (0,75 a 1.00%). Son los más económicos y se utilizan Principalmente en mechas. En general tienen limitación en cuanto al diámetro, debido a su especificación de templabilidad. Para trabajo en frio: 0 Sólo son aptos para trabajo en frío pues al aumentar la temperatura disminuye la dureza. A templados al aire. No soportan temple en aceite pues se figurarían; se usan para formas intrincadas (matrices) pues el alto contenido de cromo otorga temple homogéneo. D alta aleación. Contienen alto % de carbono para formar carburos de Cr (1,10-1,80 %C). Gran resistencia al desgaste. Para trabajo en caliente: H Aceros rápidos: T en base a tungsteno M en base a molibdeno Los tres mantienen su dureza al rojo (importante en cuchillas); tienen carburos estables a alta temperatura; el Cr aumenta la templabilidad ya que se encuentra disuelto; el tungsteno y el molibdeno son los 6 formadores de carburos. El más divulgado es el conocido como T18-4—1, que indica contenidos de W, Cr y Mo respectivamente. S: Aceros para herramientas que trabajan al choque. Fácilmente templables en aceite. No se pueden usar en grandes seccione o formas intrincadas. Chapas y perfiles de acero
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