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Metales y tratamientos

tarea
by

fredy patiño

on 4 September 2013

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Transcript of Metales y tratamientos

EL ACERO
FERRITA
CEMENTITA
Es una de las estructuras cristalinas del hierro
Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC)
Las ferritas son materiales cerámicos ferromagnéticos
compuestos por hierro, boro y bario, estroncio o molibdeno.
Usos
Tienen una alta permeabilidad magnética, lo cual les permite almacenar campos magnéticos con más fuerza que el hierro
Se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden producir piezas de gran resistencia y dureza,
Es el carburo de hierro de fórmula Fe3C
la estructura cristalina es del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda.
La cementita es muy dura
CLASES DE
ACERO
Perlita
Austenita
Martensita
Bainita
Troostita
Sorbita
Microestructura formada por capas o láminas alternas de las dos fases (α y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide.
La cementita aparece como capas delgadas más oscuras.
Las capas delgadas claras son de ferrita.
Esta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900 a 1400 ºC.
Es la forma cúbica centrada en las caras (FCC) del hierro. También se le conoce como austerita.
La austenita es blanda y dúctil
Es el nombre que recibe la fase cristalina BCT, en aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión, a una velocidad que es muy cercana a la velocidad del sonido en el material.
Los aceros con microestructura martensítica son los más duros y mecánicamente resistentes.
Es una mezcla de fases de ferrita y cementita y en su formación intervienen procesos de difusión.
Los aceros bainíticos son más duros y resistentes que los perlíticos porque tienen una estructura más fina a base de partículas diminutas de cementita en una matriz ferrítica. Por este motivo exhiben una interesante combinación de resistencia y ductilidad.
Es un agregado muy fino de cementita y ferrita,
se produce por un enfriamiento de la austenita
con una velocidad de enfriamiento ligeramente inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en el rango de temperatura de 500 a 600C, o por revenido a 400C.
Es también un agregado fino de cementita y ferrita. Se obtiene por enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento bastante inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en la zona de 600 a 650C, o por revenido a la temperatura de 600C. Su dureza es de 250 a 400 Brinell, su resistencia a la tracción es de 88 a 140 kg/mm2 ,con un alargamiento del 10 al 20%.
Pero también los más frágiles y menos dúctiles.
TRATAMIENTO TERMICO RECOCIDO
Calentamiento del acero por encima de las temperaturas a la fase austenitica seguido de un enfriamiento lento para obtener un equilibrio estructural y de fase en los granos de acero.
Recuperación
recristalizacion
Es formación de núcleos de pequeños granos en los límites de las celdas de la estructura poligonizada,, durante el cual se forman granos nuevos a través del tratamiento térmico a un material trabajado en frío
CRECIMIENTO DE GRANOS

Cuando las temperaturas aplicadas en el recocido son muy altas, las etapas de recuperación y de recristalización ocurren de una forma más rápida, produciéndose así una estructura de granos más fina. Si la temperatura es lo bastante alta, los granos comienzan a crecer, con granos favorecidos que eliminan a los granos que son más pequeños. Esto se da por medio de la reducción en el área de los límites de los granos. En la mayoría de los materiales ocurrirá el crecimiento de grano si se mantienen a una temperatura lo suficientemente alta.
Recocido de regeneración
También llamado normalizado, tiene como función regenerar la estructura del material producido por temple o forja. Se aplica generalmente a los aceros con más del 0.6% de C, mientras que a los aceros con menor porcentaje de C sólo se les aplica para finar y ordenar su estructura
Recocido de homogeneización
En el recocido de homogeneización, propio de los aceros hipoeutectoides, la temperatura de calentamiento es la correspondiente a A3+200 °C sin llegar en ningún caso a la curva de sólidos, realizándose en el propio horno el posterior enfriamiento lento, siendo su objetivo principal eliminar las heterogeneidades producidas durante la solidificación.
|
Es la recuperación de la micro estructura que está compuesta por dislocaciones las cuales se encuentran entrelazadas con otras esto sucede a medida de que aumenta la temperatura y hace que la energía térmica adicional permite que las dislocaciones se muevan y formen los límites de una estructura subgranular poligonizada. Lo anterior significa que conforme el material va calentando, las dislocaciones van desapareciendo y a su vez los granos toman mayor tamaño.
TIPOS DE RECOCIDO
_
RECOCIDO DE REGENERACION
_ RECOCIDO GLOBULAR
_ RECOCIDO CONTRA LA ACRITUD
_ RECOCIDO DE ABLANDAMIENTO
_ RECOCIDO DE ESTABILIZACION
_RECOCIDO ISOMETRICO
_ DOBLE RECOCIDO
RECOCIDO DE REGENERACION
tiene por objetivo afinar el grano de los aceros sobrecalentados
RECOCIDO GLOBULAR
se efectua para lograr una mas facil deformacion en el frio
RECOCIDO CONTRA LA ACRITUD
Para recuperar las pripiedades
perdidas en la deformacion
en frio(acritd)
RECOCIDO DE
ABLANDAMIENTO
Cuando hay que mecanizar
piezas templadas con
anterioridad.
( Temperatura superior ala critica )
RECOCIDO DE
ESTABILIZACION
Elimina las tensiones
internas de las piezas
trabjadas en frio.
RECOCIDO ISOMETRICO
Para mejorar la maqueabilidad de las
piezas estampadas
en caliente
DOBLE
RECOCIDO
Para lograr una estructura mecanizable en aceros
de alta aleacion.
EJEMPLO:
El recocido se realiza en tres etapas de trabajo.
1. calentamiento del material ala temperatura del recocido.
2. mantenimiento de la temperatura
sobre un tiempo determinado.
3. refrigeramiento lento del
material
Ejemplo: recocido de ablandamiento .
materiales templados o ricos en carbono ( sobre 0.9 %) se deja trabajar de una manera para el arranque de virutas o no se dejan deformar bien con el frio. Con el fin de poder trabajar estos materiales mas facilmente, se les hace un recocido de ablandamiento.


procedimiento
1. calentamiento a una temperatura entre 650° C y 750° C; también es posible el funcionamiento pendulante alterno de calentamiento y refrigeración mínimo a 273° C
2. mantenimiento del intervalo de temperatura entre 3 y 4 horas de acuerdo al tipo de material y del espesor.
3. refrigeramiento lento.
Diagrama de tiempo y temperatura del recocido de ablandamiento
1. calentamiento
2. suspensión (pendulamiento)
3. refrigeramiento lento:
I temperatura
II tiempo


- ACEROS AL CARBONO
_ACEROS ALEADOS
- ACEROS INOXIDABLES
- ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRATERRESISTENTE
-ACEROS PARA HERRAMIENTAS

ACEROS INOXIDABLES
- Contienen cromo, niquel y otros elemtos de aleacion.
- Duros, muy resistentes y mantienen esa resistencia durante
largos periodos a temperaturas extremas.
- se emplean muchas veces con fines decorativos.
_ utilizado en tuberias, tanques, equipos quirurgicos etc.


ACEROS AL CARBONO

- Mas del 90 % de todos los aceros con aceros al carbono.
_contienen menos del 1.65% de manganeso, el 0.60 % de silicio y el 0.60% de cobre.
- productos como maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción de acero, cascos de buques.
_ es una aleación de composición química compleja.
se subclasifiacan a su vez en:
_Aleaciones al bajo carbono (Aceros <1020) menos del 0.2 de C
_Aleaciones al medio carbono (aceros entre1020 y 1050) entre 0.2% y 0.5% C
_Aleaciones al alto carbono (aceros>1050) mas de 0.5% C
ACEROS DE HERRAMIENTAS
_Se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación.
_ contiene volframio,molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia y dureza.
ACEROS ALEADOS
Estos aceros contienen una proporcion determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, ademas de cantidades mayores de magnesio, silicio y cobre que los aceros al carbono normales.
ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRATERRESISTENTE
Esta familia es la mas reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son mas baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono
A pertir del proceso termico
del recocido se obtiene:
Diagrama de hierro-carbono
Temperaturas de recocido
1.Recocido Completo: Elimina las estructuras indeseables como la de
Windmanstaeten. Afina el grano cuando ha crecido producto de un mal
tratamiento. Para aceros hipoeutectoides.
2. Recocido Incompleto: Elimina tensiones. Solo recristaliza la perlita. Más
económico.
3. Recocido de Globulización: Mejora la maquinabilidad en los aceros
eutectoides e hipereutectoides.
4. Recocido de Recritalización: Disminuye tensiones. Elimina la acritud.
5. Recocido de Homogenización: Elimina la segregación química y
cristalina. Se obtiene grano grueso. Es necesario un recocido completo
posterior.
6. Recocido isotérmico: Economiza tiempo. Se emplea mucho en los aceros
aleados. Se mantiene en baños de sales a temperaturas menores que A1
hasta que la descomposición de la austenita se produzca y después se
enfría al aire

Evolucion historica de los tipos de horno
- Hornos artesanales de
pequeño tamaño:
(hasta el siglo XIV d.C.).
Usados para producir
aleaciones a partir del
calentamiento de una
masa de mineral de
hierro y carbón vegetal.
- Altos Hornos: (posteriores al siglo XIV d.c.). Hornos de mayor tamaño donde el mineral de hierro de la parte superior se reduce a hierro metálico y absorbe más carbono como resultado de los gases que lo atraviesan. Se obtiene arrabio, el cual se refina para fabricar acero. Los altos hornos modernos funcionan en combinación con hornos básicos de Oxígeno y a veces con hornos de crisol abierto, más antiguos, como parte de una única planta siderúrgica. En esas plantas, los hornos siderúrgicos se cargan con arrabio. El metal fundido procedente de diversos altos hornos puede mezclarse en una gran cuchara antes de convertirlo en acero con el fin de minimizar el efecto de posibles irregularidades de alguno de los hornos.
Hornos de Crisol Abierto: (1740). Funcionan a altas temperaturas gracias al precalentado regenerativo del combustible gaseoso y el aire empleados para la combustión. En el precalentado regenerativo los gases que escapan del horno se hacen pasar por una serie de cámaras llenas de ladrillos, a los que ceden la mayor parte de su calor. A continuación se invierte el flujo a través del horno, y el combustible y el aire pasan a través de las cámaras y son calentados por los ladrillos. Desde el punto de vista químico, se reduce por oxidación el contenido de carbono de la carga y eliminar impurezas como silicio, fósforo, manganeso y azufre, que se combinan con la caliza y forman la escoria. Estas reacciones tienen lugar mientras el metal del horno se encuentra a la temperatura de fusión, y el horno se mantiene entre 1.550 y 1.650 ºC durante varias horas hasta que el metal fundido tenga el contenido de carbono deseado.
Hornos Bessemer: (1855). Emplea un horno de gran altura en forma de pera, que podía inclinarse en sentido lateral para la carga y el vertido. Al hacer pasar grandes cantidades de aire a través del metal fundido, el oxígeno del aire se combinaba químicamente con las impurezas y las eliminaba. En el proceso básico de oxígeno, el acero también se refina en un horno en forma de pera que se puede inclinar en sentido lateral. Sin embargo, el aire se sustituye por un chorro de oxígeno casi puro a alta presión. Cuando el horno se ha cargado y colocado en posición vertical, se hace descender en su interior una lanza de oxígeno. A continuación se inyectan en el horno miles de metros cúbicos de oxígeno a velocidades supersónicas. El oxígeno se combina con el carbono y otros elementos no deseados e inicia una reacción de agitación que quema con rapidez las impurezas del arrabio y lo transforma en acero.
-horno de Arco Eléctrico: (1902) En algunos hornos el calor para fundir y refinar el acero procede de la electricidad y no de la combustión de gas. Como las condiciones de refinado de estos hornos se pueden regular más estrictamente que las de los hornos de crisol abierto o los hornos básicos de oxígeno, los hornos eléctricos son sobre todo útiles para producir acero inoxidable y aceros aleados que deben ser fabricados según unas especificaciones muy exigentes. El refinado se produce en una cámara hermética, donde la temperatura y otras condiciones se controlan de forma rigurosa mediante dispositivos automáticos.
Transformaciones isotérmicas de la austenita.
La transformación martensítica vista, es sólo un caso particular de las posibles transformaciones que la austenita puede sufrir cuando se baja de las temperaturas críticas inferiores Ae1, en la que la austenita queda en forma metaestable. De manera general, cuando la austenita metaestable se mantiene a una temperatura fija un tiempo suficiente, aparece una transformación total de la estructura primaria a otra estructura, que es función unívoca de esta temperatura. Por otra parte, los tiempos de iniciación y finalización de la transformación son perfectamente definidos y constantes para cada calidad de acero, composición y tamaño del grano.
Los diagramas que describen estas transformaciones isotérmicas son los denominados T-I, o también T.T.T. (temperatura, tiempo, transformación), pues son éstos los parámetros que quedan reflejados en el mismo. Dada la forma característica de las curvas representadas también se les denomina curvas de las S.
PRESENTADO POR:

FREDY PATIÑO
MARIO LIZARAZU
WILMER TARAPUES
OLIVER EREZO
FRANKLIN RUALES

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