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ALEACIONES

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by

Sharon Matamoros

on 18 September 2012

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Transcript of ALEACIONES

Una aleación es una mezcla homogénea, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un METAL. ALEACIONES ALEACIONES NO FERROSAS FERROSAS NO FERROSAS IMPORTANCIA MEJORAR PROPIEDADES MECÁNICAS PRODUCCIÓN DEL HIERRO Y ACERO Hierro y sus aleaciones - 90% de la producción mundial de metales RESISTENCIA TENACIDAD DUCTILIDAD

$ BAJO FERROSAS La mayoría del Hierro se extrae del Mineral del Fe Coque (C ) - reduce - Óxidos de Hierro ARRABIO 4% C ALTO HORNO Líquido PRODUCCIÓN DE HIERRO PRODUCCIÓN DE ACERO Fe + C = Aceros al carbono simple Hasta 1,2% Mayoría de Aceros al C. simples <0,5% C Oxidación del Carbono Óxido de Fe Reduce % de C Monóxido de Carbono SISTEMA HIERRO - CARBONO ( de 0,03% a 1,2% ) de C + ( 0,25% a 1% ) de Mn u otros = ACEROS AL CARBONO SIMPLES Diagrama de fases Hierro Carburo Aceros al carbono simple
Aceros de aleación
Aceros inoxidables
Hierros Fundidos
Aleaciones de Cobre Ferrita ( alfa) : Sólido Intersticial de Carbono, en estructura cristalina BCC Solubilidad máxima del C es de 0,02 % a T= 723 °C Cementita (Fe3C ) : Austenita ( gamma) : Sólido Intersticial de Carbono en Fe, estructura cristalina CCC Solubilidad máxima de 2,08 % a T= 1 148 °C ( 0,8 % a T= 723 °C ) Compuesto intermetálico Fe3C, duro y frágil Solubilidad insignificante. Composición de 6,67 % C y 93,3% de Fe. Ferrita ( delta) : Sólido Intersticial de Carbono en Fe, en estructura cristalina BCC Solubilidad máxima de 0,09 % a T= 1465 °C Reacciones invariantes del Carburo Hierro Hierro Peritéctica (1 495° C)

Punto de reacción --- liquido (0,53% C) + ferrita (delta) = Austenita (gamma) de 0,17% C Eutéctica (1 148° C)

Punto de reacción --- liquid0 4,3% C = Austenita (gamma) de 2,08% C + Cementita (Fe3C) con 6,67% C Eutectoide (723° C)

Punto de reacción --- austenita sólida (0,8% C) = ferrita (alfa) de 0,02% C y Cementita (Fe3C) de 6,67% C Enfriamiento lento de aceros al carbono simple Acero eutectoide = 0,8%C Acero hipotectoide >0,8 %C Acero hipereu-tectoide <0,8%C Aceros eutectoides al carbono simple Austenitizado Calentar a 750°C y se mantiene Aceros hipoeutectoides al carbono simple Aceros hipereutectoides al carbono simple Tratamiento calórico de aceros al carbono simples Formación de Martensita mediante el temple instantáneo Acero al carbono en estado AUSTENITICO MARTENSITA Sumerge en AGUA Dureza y Solidez Austenita homogénea (900°C) ferrita + cementita Ferrita eutectoide Ferrita proeutectoide ENFRÍA 775°C ENFRIAMIENTO LENTO Austenita homogénea (950°C) Cementita proeutectoide ENFRÍA ENFRIAMIENTO LENTO cementita + austenita Cementita eutectoide Ferrita Aumenta % de C --- Aumentan DUREZA Y LA SOLIDEZ


Sin embargo la DUCTILIDAD Y LA TENACIDAD disminuyen ACEROS DE BAJA ALEACIÓN Aceros al carbono simple se pueden utilizar cuando la solidez y otros requisitos en la ingeniería no son tan rigurosos. No pueden reforzarse a mas de 690 MPa. Perdidas de ductilidad y resistencia al impacto.
El grosor en secciones grandes no se puede mantener de manera homogénea. Sus capas profundas no se endurecen.
Poca resistencia a la corrosión y la oxidación. El temple rápido produce distorsión y agrietamiento de la parte sometida a tratamiento térmico.
Tienen poca resistencia al impacto a bajas temperaturas Mn, Ni, Cr, Mo, W


Co, V, Cu, Al, Pb, Ti, B. ACEROS DE ALEACIÓN Hasta el 50% de otros elementos Primeros = Principal elemento o grupo aleado Últimos= Centésima de %C Endurecimiento por precipitación ALEACIONES DE ALUMINIO Objetivo: Crear una aleación tratada con calor, partículas precipitadas en una matriz de metal deformable.

Part. precipitadas ---- Obstáculos para la dislocación
FORTALECEN LA ALEACIÓN TRATAMIENTO CALÓRICO (SOLUCIONIZADO): Se calienta a T intermediaria ( solvente y el solido) hasta que se forme un solución sólida uniforme. TEMPLADO: Se enfría rápidamente a una T baja. Se forma una solución sólida sobresaturada. ENVEJECIMIENTO: Se forma un precipitado finamente disperso (impide movimiento a las dislocaciones).

a T. amb = envejeciemiento natural
a T. alta = envejecimiento artificial

La T.envejecimiento es una T entre la T.amb y la T. de tratamiento térmico de la solución. PROPIEDADES INGENIERILES DEL ALUMINIO Densidad baja ( 2,7g /cm3)
Buena resistencia a la corrosión
No es tóxico
Buenas propiedades eléctricas
Precio relativamente bajo Transporte Recipientes, Alimentos PRODUCCIÓN DEL ALUMINIO Mas abundante en la superficie terrestre.

Se encuentra con Fe, O y Silicio.

Bauxita formada por Óxidos de Aluminio (Mineral mas comercial ) Clave numérica de 4 dígitos:

1. Grupo de aleación que contiene
2. Modificación de la aleación original, los límites de impureza
3 y 4. Identifican a la aleación o la pureza. Clasificación de las aleaciones de aluminio forjado Notación del Templado

F- Estado Tosco de fabricación. NO hay control de endurecimiento

0- Recocido y Recristalizado. Templado con baja solidez y alta ductilidad.

H- Endurecido por Tensión

T- tratado Térmicamente para producir temples estables. Envejecimiento natural o artificial, tratamiento térmico, trabajado en frío y estabilizado. NO tratables termicamente Tratables termicamente Aleaciones de aluminio fundición Moldeo en arena, moldeo permanente y fundido de matrices 5 a 12% 0.3 a 1 % Resitencia Alta conductividad eléctrica y térmica

Buena Resistencia a la corrosión

Facilidad de Fabricación

Resistencia media a la tracción

Propiedades controlables en el recocido

Soldadura y uniones ALEACIONES DE COBRE PRODUCCIÓN Minerales (sulfuros de Cu y Fe

Fundición en horno, mezcla
Separa el desecho
Sopla para oxidación

Cobre Tenaz------ Electrolíticos CLASIFICACIÓN DEL CU

CDA

C10100 - C79900 Forjadas
C80000 - C99900 Fundidas Cobre no aleado agua L. Grano Cu - Zn Cu- Sn Bronces de Cobre Estaño

Alta Resistencia

Cojinetes, Discos de engranajes Cu- Berilio Resistencia a la corrosión, al desgaste y al choque sin producir chispa, buena solidez y alta dureza Alto contenido de Cr (mínimo 12%) - Resistencia a la oxidación ACEROS INOXIDABLES Ferríticos Martensítico Austenítico Endurecido por precipitación 12-30% Cr $ bajo (no Ni) 12-17 % Cr
0.15 - 1% C 16- 25% Cr
7 - 20% Ni Blanco Gris Maleable Dúctil HIERROS FUNDIDOS Funden para forma deseada

Fluidos, dureza, fáciles de maquinar

PERO ductilidad y resistencia al Impacto baja Fracturan - Blanco Se excede la cantidad de C que se puede disolver, escamas de grafito


INGENIERIA ......... $ bajo, resistencia al desgaste y al roce con lubricación restringida, buen amortiguador de vibraciones. Colado nodular.

Ventajas del H. GRIS + ACERO

Fluidez, moldeabilidad, bueno al maquinado, resistencia al desgaste.

Resistencia, Tenacidad, ductiidad, trabajado en caliente y endurecido. Grafitización : H. Blanco se calienta arriba de la T.eutectoide y se obtiene grafito.

Enfriamiento: La austenita del Fe se transforma en maeable ferrítico, perlítico o martensítico. ALEACIONES DE Mg ALEACIONES DE Mg, Ti y Ni ALEACIONES DE Ti ALEACIONES DE Ni Baja densidad (1,74 g/cm3)
menor que la del Al.

$ ALTO :(
Difícil de fundir (se quema en el aire)
Resistencia baja
Poca resistencia a la fluencia, fatiga y desgaste Baja densidad (4,5 g/cm3)
Pero alta dureza

$ mas caro que el Al
Resistencia a la corrosión Buena resistencia a la corrosión a alta T.

CCC (moldeable)

$ Alto
Conductividad Eléctrica

SUPERALEACIONES DE Ni: 50-60% Ni
Turbinas de gas (resistentes a T. altas y termofluencia APLICACION NITINOL MEMORIA DE FORMA
SUPERELASTICO
NO ES MAGNÉTICO
RESISTENCIA CORROSIÓN
ABSORCIÓN DE ENERGÍA 49 Ni y 51 Ti Stents Vasculares, termostatos de cafeteras, acoples para tubos hidraulicos, anteojos, alambres, frenos de ortodoncia, instrumentos quirúgicos flexibles ALEACIONES DE COBALTO
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